Question

【題目】根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成下列題目：
（1）如圖，是號(hào)稱”綠色節(jié)能“的路面減速裝置，當(dāng)車輛駛過減速裝置時(shí)，該裝置會(huì)發(fā)電．這種高科技的“夜間交警”在幫助車輛減速的同時(shí)還能為交通指示起到供能作用．這些在斜坡上的減速裝置是由一種與路面齊平的墊板構(gòu)成，在墊板里面有一系列類似于感應(yīng)嵌板的物體．當(dāng)有車輛經(jīng)過路面時(shí)，路面下活動(dòng)的嵌齒會(huì)使嵌板上下浮動(dòng)，從而像一個(gè)小型發(fā)電機(jī)一樣產(chǎn)生電能．據(jù)估計(jì)，足夠穩(wěn)定的車流量將會(huì)使節(jié)能裝置的發(fā)電功率達(dá)到10kW． ①該裝置的原理是什么？它工作過程中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成什么能？
②該裝置在足夠穩(wěn)定的車流量的情況下，工作8小時(shí)的發(fā)電量是多少度？
③如果該裝置在足夠穩(wěn)定的車流量的情況下，工作8小時(shí)所獲得的機(jī)械能是1.44×109J，則該裝置的發(fā)電效率是多少？
（2）2000年8月12日，被號(hào)稱世界“噸位最大、武備最強(qiáng)”的俄羅斯“庫爾斯克號(hào)”核潛艇在巴倫支海域參加軍事演習(xí)時(shí)遇難，引起國際社會(huì)的普遍關(guān)注，對核潛艇的救援與打撈提出了許多方案．（海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3 ． g取10N/kg） ①救援方案之一，按海難救援國際慣例，讓潛水員從海面潛到遇難核潛艇，打開緊急逃生艙蓋．8月19日晚，挪威潛水員用時(shí)10分鐘從海面下潛到深106米的核潛艇處，打開了緊急逃生艙蓋．求潛水員下潛時(shí)的平均速度是多少米/分鐘？
②若艙蓋面積S=0.5m2 ， 則海水對艙蓋的壓力F約為多大？
③打撈方案之一，在潛艇周圍纏滿可充氣的負(fù)載量大的浮力袋，用增大浮力的辦法打撈．已知潛艇的質(zhì)量m=1.4×107kg，若每只浮力袋充氣后的體積V0=10m3 ， 請估計(jì)需用這種浮力袋多少只：[提示：由于只是估算，所以粗略計(jì)算需用浮力袋的只數(shù)時(shí)，可以忽略充氣浮力袋的重力和核潛艇排開水的重力，而近似認(rèn)為是充氣浮力袋所受的浮力來托起核潛艇的重力]
④試分析浮力袋充氣后，核潛艇在水中的運(yùn)動(dòng)情況．

Answer 1

【答案】
（1）①電磁感應(yīng)；電能

②工作8小時(shí)的發(fā)電量W電=Pt=10kW×8h=80kWh=80度

答：工作8小時(shí)的發(fā)電量為80度

③W電=80kWh=80×3.6×106J=2.88×108J

該裝置的發(fā)電效率η= ×100%= ×100%=20%

答：該裝置的發(fā)電效率為20%

（2）①潛水員下潛時(shí)的平均速度v= =10.6m/min

答：潛水員下潛時(shí)的平均速度為10.6m/min．

②海水對艙蓋的壓強(qiáng)P=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×106m=1.06×106Pa

海水對艙蓋的壓力F=PS=1.06×106Pa×0.5m2=5.3×105N

答：海水對艙蓋的壓力為5.3×105N．

③根據(jù)提示，可以知道F浮=G潛

即：ρ水gV總=m潛g

所以，V總= =1.4×104m3

浮力袋的個(gè)數(shù)n= =1.4×103只

答：需要浮力袋的個(gè)數(shù)位1.4×103只．

④根據(jù)提示，忽略了充氣浮力袋的重力和核潛艇排開水的重力，即潛艇自身有很大的浮力，所以忽略了充氣浮力袋的重力和核潛艇排開水的重力，所以浮力袋充氣后，實(shí)際浮力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于潛艇重力，故潛艇會(huì)加速上浮

【解析】解：（1）①該裝置是一個(gè)小型發(fā)電機(jī)，其原理是：電磁感應(yīng)現(xiàn)象．把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算和物體的浮沉條件及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）；物體的浮沉條件：浸沒在液體中的物體 F浮＞G 時(shí)上浮，F(xiàn)浮 = G 時(shí)懸浮，F(xiàn)浮 ＜G 時(shí)下沉．物體浮沉條件的應(yīng)用舉例：（1）輪船（2）潛水艇（3）氣球（4）飛艇、熱氣（5）密度計(jì)（密度計(jì)的刻度是從上到下刻度變大，刻度不均勻，且刻度無單位．）．