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初中物理竞赛中有时会考到半潜船的知识,谁能讲一下,一定要从竞赛的角度讲?

 政二街 2017-12-25

你说的这个题目是2016全国初中应用物理知识竞赛初赛选择题的第十题,这个题目并不难,回答这个题目必须具备初中物理质量与密度、浮力等相关知识,这是一道信息给予题,先从题中获取有用的信息,并能结合阿基米德原理、物体浮沉条件进行定性的分析是解决问题的关键。即将生产生活中的现象转化为物体问题,再利用相关的物理知识进行解答。

关于半潜船:

先打个比方,形象的说就是下面这个样子,懂了吗?

按图1至4的顺序,是半潜船的工作过程

半潜船是由密度比水大的实心材料制成的,建造半潜船时内部一定留有很大体积的空舱。说明:

1. 非工作状态下半潜船的甲板全部露出水面,如上图1。

2.通过调整船身压载水量,将船身甲板潜入10-30米深的水下,只露出船楼建筑,如上图2。

3.将需要装运的货物(如游艇、潜艇、驳船、钻井平台等)拖拽到已经潜入水下的装货甲板上方,如上图3。

4.启动大型空气压缩机或调载泵,将半潜船身压载水舱的压载水排出船体,使船身连同甲板上的承载货物一起浮出水面,然后绑扎固定,如上图4。

下面看一下半潜船的放大图片,处于非工作状态的半潜船,

下图是半潜船浸入水中的过程

下图是往半潜船上装载货物

初中物理并没有涉及到半潜船的知识,那怎么办呢?我们就要去题中获取有用的信息,即“半潜船是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型船舶、潜艇等超长超重而又无法分割吊运的超大型设备的船舶。”看完这句话,我们就对半潜船有了初步的印象。

根据从题目中获取的信息可知,半潜船要运输大型海上石油钻井平台、大型船舶、潜艇等超长超重而又无法分割吊运的超大型设备,根据它的这一个作用,制造半潜船的材料必须用强度高的材料,而强度高的材料其密度一般比水大,如使用合金或者钢铁,所以A错误。

根据题意可知,半潜船打在超重舰艇时,整体处于漂浮状态,由于他们的总重很大,所以需要的浮力也很大,根据阿基米德原理,要增大浮力,建造半潜船时内部一定留有很大体积的空舱,所以B正确。

没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船如下图甲,装载着舰艇并浮出水面时的半潜船图下图乙,根据阿基米德原理可知,因为甲图排开水的体积大,乙图排开水的体积小,所以图甲的浮力大,即没有装载任何货物处于下潜状态时的浮力比装载着舰艇并浮出水面时的浮力大,所以C错误。

图甲中,水舱中装有压载水,根据浮沉条件,浮力等于半潜船和水的重力之和,图乙中水舱中的水被排出,浮力等于船和舰艇的总重力,因为压载水和潜艇的重力未知,所以无法比较半潜船和潜艇的重力,根据重力和质量的关系可知,半潜船的质量和潜艇的质量不能比较,所以D选项错误。

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