我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者”号载人潜水器的海试现场。
（1）潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示，它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成，C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时，会带动金属杆AB绕着O点转动，金属杆B端就会向上提或向下压采样器。（ρ海水=1.0×103kg/m3）
①当液压杆AC收缩，带动金属杆AB绕着O点转至水平位置时，请在图乙中画出液压杆AC对金属杆A端拉力的力臂L1，以及采样器对金属杆B端的力F2的示意图。
②若OA、OC和AC的长分别是18cm、24cm和30cm,OB的长是72cm,这只机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200N，求采样器对金属杆B端的力F2的大小（不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力）。
（2）总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的压载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全，科学家们在设计“奋斗者”号时，可以让潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”，即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是1.8t、体积是0.3m3的两只机械手臂和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮力是多少N？浮力比重力大多少N？
【答案】（1）液压杆AC对金属杆A端拉力的力臂L1，以及采样器对金属杆B端的力F2的示意图如上图所示；采样器对金属杆B端的力F2的大小为40N；
（2）抛掉物品后潜水器受到的浮力是3.57×105N；浮力比重力大1.5×104N。
（2）抛掉物品后潜水器受到的浮力是3.57×105N；浮力比重力大1.5×104N。
【解答】
【点评】
声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。
发布：2024/6/27 10:35:59组卷：200引用：1难度：0.4
相似题
-
1．在轻质杠杆AB的A端悬挂一个质量为2kg的空桶，AO：OB=2：1。将质量分布均匀，重为240N的正方体工件M通过细线与B端相连，如图所示。此时杠杆在水平位置平衡，且M对地面的压强为5000Pa,不计摩擦，求：
（1）此时细线对M的拉力；
（2）工件M的密度；
（3）若将M沿竖直方向截去部分，并将截取的部分放入空桶中，使M对地面的压强变为原来的五分之三，求截去部分的质量。发布：2024/9/5 3:0:9组卷：191引用：3难度：0.5 -
2．如图甲所示，MN是以O为支点的轻质杠杆，OM：ON=4：1，物体A是棱长为10cm的实心均匀正方体，将A自由放置在底面积为200cm2的薄壁柱形容器中，在A的正上方是一个质量为1kg、底面积为60cm2、高为10cm的长方体B，用轻质细杆分别将B和C竖直连接在杠杆M、N两端，且杠杆在水平位置平衡，C是重为100N，边长为10cm的实心均匀正方体。现向容器中注水，物体A所受的浮力F与水的深度h的变化关系如图乙所示。求：
（1）A的质量；
（2）未向容器中注水时，C对水平地面的压强；
（3）当C对地面的压强为8800Pa时，向容器中一共注入水的质量。
发布：2024/8/18 1:0:1组卷：613引用：3难度：0.2 -
3．如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由细长的长方体A和长方体B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤及装水的柱形容器等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC：OD=2：5，A的下表面看做是水位为0，A的底面积为0.03m2，高为0.8m,重为600N；长方体B直接放在电子秤上时对电子秤的压强为104Pa.不计绳重与摩擦（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。求：
（1）当水位由0上升到A刚浸没时，容器底部的压强增加多少？
（2）当长方体A浸在水中深度为0.3m时，受到的浮力为多大？
（3）当水位由0上升到水位为0.3m时，杠杆C端的拉力之比为7：6，B对电子秤的压强变化了1200Pa,则水位上涨过程中，电子秤所受到的最大压力？发布：2024/8/10 5:0:1组卷：459引用：3难度：0.1
