打捞沉船常用的方法之一是浮筒法.这种方法就是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.在某次海洋打捞中
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打捞沉船常用的方法之一是浮筒法.这种方法就是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.在某次海洋打捞中,打捞人员先用声呐(一种发射声波的仪器)探测沉船的深度,在沉船正上方的海面上向沉船发射声波,测得声波从发出到接受到反射波的时间是0.1s,海水中的声速为1500m/s,海水的密度取1×103kg/m3,g取10N/kg,请计算: (1)沉船在海水中的深度是多少. (2)假设不计海面大气压的作用,高压气体的压强至少为多少帕,才能将浮筒中的水排出. (3)若沉船的质量约1.4×107kg,打捞起这个沉船,用了体积为200m3浮筒60个,求沉船自身受到的浮力(若浮筒的重力和水的阻力忽略不计). |
答案
(1)∵声波从海面传到沉船的时间为听到回声的时间的一半, ∴t=×0.1s=0.05s, ∵v=, ∴沉船在海水中的深度: s=vt=1500m/s×0.05s=75m; (2)由题知,高压气体的压强至少等于沉船处水的压强, 即:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×75m=7.5×105Pa; (3)每个浮筒受到的浮力: F′=ρgv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m3=2×106N, 60个浮筒受到的浮力: F筒=2×106N×60=1.2×108N, 沉船的重力: G=mg=1.4×107kg×10N/kg=1.4×108N, ∵浮筒的重力和水的阻力忽略不计,G=F船+F筒, ∴沉船自身受到的浮力: F船=G-F浮=1.4×108N-1.2×108N=2×107N. 答:(1)沉船在海水中的深度是75m; (2)高压气体的压强至少为7.5×105Pa,才能将浮筒中的水排出; (3)沉船自身受到的浮力为2×107N. |
举一反三
设声音在空气中的传播速度是340m/s.有人在峡谷中大喊一声后,会听到回声,假如从呼喊到听到回声用了2s,则反射声音的峭壁离人______m远. |
火车在进入隧道前必须呜笛,一列火车运行速度是20m/s,声音在空气中的传播速度是340m/s,司机呜笛后2s听到隧道口处山崖反射的回声.求火车呜笛时离隧道口有多远? |
北京奥运会体育场馆“鸟巢”在顶部铺设的是两层膜:ETFE膜和PTFE膜.外层是用来挡雨的ETFE膜,ETFE膜下12m的位置,将铺设用于吸音铺设吸音的PTFE膜的作用都是用来减弱“回声”的.那么它们的吸声效果究竟谁好谁差?你准备设计-个怎样的实验来探究. 实验器材:______; 实验思路:______. 结果评价:______. |
利用回声不能测定( )A.海底深度 | B.海底鱼群的位置 | C.打雷处与听到雷声的人之间的距离 | D.对面山崖的距离 | 雷达可用于飞机导航,也可用来监测飞机的飞行.假设某时刻雷达向飞机发射电磁波,电磁波遇到飞机经反射后又被雷达接收,整个过程用时52.4us(1us=1×10-6s ).已知电磁波的速度为3.0×108m/s.则飞机离雷达站的距离是______m. |
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