南京长江大桥于1968年建成，是长江上第一座中国自行设计和建造的铁路、公路两用桥梁。近年来，航行船舶逐渐大型化，桥墩遭受船舶撞击的风险不断增大。为此，2023年春季，工程师为桥墩加装保护铠甲并展开观测，ρ水=1×103kg/m3，g取10N/kg。
①拖拽：如图甲所示，拖船拖拽两个“C”形组件，在江面匀速直线行驶20km。抵达桥墩处、行驶过程中拖船的动力为2.15×105N，柴油发动机动力系统的效率为40%，q柴油=4.3×107J/kg。
②合围：将两个“C”形组件环绕在桥墩外围，合围成“O”型铠甲。铠甲漂浮在水中，侧边竖直，上下表面积相同，如图乙所示。铠甲密度为0.4×103kg/m3，露出水面的高度为2.1m。
③观测：上游暴雨、江水上涨过程中，由于流水冲击，铠甲与桥墩发生挤压，此时静止的铠甲在水面下的深度为1.5m,如图丙所示。铠甲上表面面积S=100m2。
问：（1）拖拽过程消耗柴油的质量？
（2）乙图中，漂浮的铠甲在水面下的深度？
（3）丙图中，铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小和方向？
【答案】（1）拖拽过程消耗柴油的质量为250kg；
（2）乙图中，漂浮的铠甲在水面下的深度为1.4m；
（3）丙图中，铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小为1×105N，方向竖直向下。
（2）乙图中，漂浮的铠甲在水面下的深度为1.4m；
（3）丙图中，铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小为1×105N，方向竖直向下。
【解答】
【点评】
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发布：2024/8/5 8:0:8组卷：1010引用：1难度：0.5
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