某潜艇发生碰撞后失去控制,在10秒内从海面沉入110m深的海底,艇上有128名官兵必须营救.(1)如果只研究潜艇在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运

某潜艇发生碰撞后失去控制,在10秒内从海面沉入110m深的海底,艇上有128名官兵必须营救.(1)如果只研究潜艇在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运

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某潜艇发生碰撞后失去控制,在10秒内从海面沉入110m深的海底,艇上有128名官兵必须营救.
(1)如果只研究潜艇在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运动,则潜艇在竖直方向产生多大的加速度?又设潜艇上的官兵各自站在潜艇舱内,则平均质量为60kg的官兵对舱底的压力为多大?
(2)潜艇沉入海底时舱内官兵所需的氧气是有储存氧气的氧气瓶供氧的,假如每个官兵1min需氧气约1.5L,艇上共有320瓶压强为6.0×106Pa、体积为90L的氧气瓶,则成功救援的最长时间为多大?
答案
(1)根据位移时间公式s=
1
2
at2
得,a=
2s
t2
=
2×110
100
m/s2=2.2m/s2

根据牛顿第二定律得,mg-N=ma,解得N=mg-ma=456N.
则压力为456N.
(2)根据P0V0nt=NPV
1.0×105×1.5×128t=320×6.0×106×90
解得t=9000min.
答:(1)潜艇在竖直方向产生的加速度为2.2m/s2,官兵对舱底的压力为456N.
(2)成功救援的最长时间为9000min.
举一反三
在光滑水平面上的O点,有一个带正电的小球处于静止状态,它的质量m=1.0×10-3 kg,电量q=1.0×10-10 C.现以O点为坐标原点,在该水平面内建立直角坐标系xOy,在t=0时刻,突然加一沿x轴正方向、场强大小E1=4.0×106 V/m的匀强电场,使小球开始运动,经过1.0s,所加电场突然变为沿y轴正方向、场强大小变为E2=6.0×106 V/m的匀强电场,求再经过2.0s时小球的位置坐标.
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质点做匀减速直线运动,在第1s内位移为6m,停止运动前的最后1s内位移为2m,求:
(1)质点运动的加速度大小;
(2)在整个减速运动过程中质点的位移大小;
(3)整个减速过程共用多少时间.
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一辆汽车在平直的路面上做匀速直线运动,前方突然遇到障碍而紧急刹车,刹车后它离开O点的距离x随时间变化的关系为x=10+30t-2.5t2,则汽车刹车时的加速度大小为______m/s2,汽车刹车后在8s内经过的位移为______m.
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在地面上固定有一足够长的粗糙木板,一物体以一定的速度在木板上滑行,经时间t1停止运动,将该木板放置成倾角为θ的斜面,该物体从斜面顶端以相同初速度沿斜面向下开始运动后,经时间t2在斜面上停止运动.若该物体从斜面底端以同样大小的初速度沿斜面往上运动,则它在斜面上能运动多久?
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骑自行车的人以5m/s的初速度匀减速地上一个斜坡,加速度的大小是0.4m/s2,斜坡的长度是30m,求骑车人通过斜坡需要的时间.
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