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初中物理
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1. 科创社的同学设计并“3D”打印了一艘长方体轮船模型,为了对轮船进行测试,准备了一个薄壁长方体容器置于水平地面,其底面积为1800cm
2
, 装有深度为9cm的水,如图甲所示。轮船的质量为2.2kg,底面积为800cm
2
, 总高度为16cm,如图乙所示。轮船的下部有7个长方体水密隔舱(以便轮船漏水时,相互隔离,确保行船安全),每个隔舱的内部底面积均为100cm
2
, 高度为10cm;轮船的上部可放置货物,并通过调整货物位置保持轮船不倾斜。忽略液体扰动等次要因素,已知水的密度ρ
水
=1.0×10
3
kg/m
3
, g取10N/kg。
(1) 求容器中水的质量。
(2) 设计组的同学从安全角度设想:在轮船满载(最大载重)时,假如有2个隔舱漏满水,稳定后轮船依然漂浮,且浸入水中的深度为14cm,求满载时货物的质量。
(3) 测试组的同学对轮船进行漏水实验:将载货5kg的轮船置于容器中,通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水,然后堵住小孔并保持轮船不倾斜,求此时水对轮船外底部的压强p与漏入隔舱内水的质量m
x
克(0<m
x
≤4000)之间的关系式。
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