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现代打捞沉船,有一种叫做“浮筒打捞法“,即潜水员把几个装满水的浮筒沉入水底,绑在沉船两侧,再用高压气体将浮筒中的水排出,在浮力作用下,沉船浮出水面.神州船舶打捞公司用

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现代打捞沉船,有一种叫做“浮筒打捞法“,即潜水员把几个装满水的浮筒沉入水底,绑在沉船两侧,再用高压气体将浮筒中的水排出,在浮力作用下,沉船浮出水面.神州船舶打捞公司用此方法在水深为50m的长江上打捞,一艘质量为1.6×106kg 体积为0.2×103m3的沉船,工人使用的是体积为800m3,装满水重为8×106 kg的浮筒4个.(不计水的阻力)求:
(1)潜水员在江底作业时受到水的压强;
(2)当浮筒沉入江底后,每个浮筒受到的浮力;
(3)当船和浮筒刚刚起浮时,浮筒一共排出水的质量.
▼优质解答
答案和解析
(1)p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×50m=5×105Pa;
(2)∵当浮筒沉入江底后,V=V=800m3
∴FVg=1×103kg/m3×800m3×10N/kg=8×106N;
(3)当船和浮筒浸没在水中,V排总=V+V=0.2×103m3+4×800m3,=3.4×103m3
共受到的浮力F浮总V排总g=1×103kg/m3×3.4×103m3×10N/kg=3.4×107N;
当船和浮筒刚刚起浮时,船和浮筒受到的浮力等于船和浮筒受到的重力,
即:F浮总=G+4G浮筒
∴G+4G浮筒′=3.4×107N;
∵G=G+4G浮筒=mg+4m浮筒g=1.6×106kg×10N/kg+4×8×106 kg×10N/kg=3.36×108N,
∴△m总排3.02g=G-(G+4G浮筒′)=3.36×108N-3.4×107N=3.02×108N
∴△m总排=3.02×107kg.
答:(1)潜水员在江底作业时受到水的压强为5×105Pa;
(2)当浮筒沉入江底后,每个浮筒受到的浮力为8×106N;
(3)当船和浮筒刚刚起浮时,浮筒一共排出水的质量为3.02×107kg.
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