最新中考物理考点聚焦专题4综合应用题.docx

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最新中考物理考点聚焦专题4综合应用题

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【2020最新】中考物理考点聚焦专题4综合应用题

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中考物理考点聚焦专题4综合应用题

类型一　力学综合应用题

1．（20xx，丹东）如图所示，一辆小汽车质量为1.2t，发动机的功率为60kW，停在水平地面上时，四轮与地面的总接触面积为1000cm2.当它在水平公路上以20m/s的速度匀速行驶1440m时，求：

（1）汽车停在水平地面上时，对水平地面的压强多大？

（g取10N/kg）

（2）汽车行驶这段距离用了多长时间？

发动机提供的牵引力多大？

解：

（1）汽车停在水平地面上时，对水平地面的压力F＝G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N，对水平地面的压强p＝＝＝1.2×105Pa；

（2）由v＝可得，汽车行驶这段距离用的时间t＝＝＝72s，由P＝＝＝Fv可得，发动机提供的牵引力F＝＝＝3000N.

2．（20xx，张掖）中国选手李坚柔在索契冬奥会短道速滑女子500m决赛中为中国体育代表团获得本届冬奥会首金，如图所示为她在冰场上滑行的情境，回答下列问题：

（1）若李坚柔体重55kg，每个冰刀与地面的接触面积是5cm2，当她单脚着地时，对冰面的压强为多大？

（g取10N/kg）

（2）李坚柔夺冠的成绩是45s，她在500m比赛中的平均速度是多大？

（3）滑冰过程中包含很多物理知识，请你写出其中两条．

解：

（1）李坚柔对冰面的压力F＝G＝mg＝55kg×10N/kg＝550N，李坚柔对冰面的压强p＝＝＝1.1×106Pa；

（2）她在500m比赛中的平均速度v＝＝≈11.11m/s；（3）比赛中李坚柔不断用脚向后蹬地以获得较大的速度，说明了力的作用是相互的、力可以改变物体的运动状态；冰刀在冰面上滑动时，摩擦生热，将机械能转化为内能，内能增加，通过做功的方式增加了冰面的内能．

3．（20xx，永州）我市燕子快递公司为了更加方便、快捷、环保地服务于广大客户，新创了无人机快递服务．该公司如图所示无人机有关信息如下表．求：

无人机自重（含电池）G

160N

最大升力F

260N

最大飞行速度v

54km/h

脚架与水平地面接触面积S

10－2m2

（1）无人机送货时最大能装载多少kg的货物？

（g取10N/kg）

（2）现要将货物送到27km的地方，最快需要多少min?

（3）当无人机载着40N货物降落在水平地面上时，对地面产生的压强是多大？

解：

（1）无人机上货物的最大重力G＝F－G机＝260N－160N＝100N；根据G＝mg得，无人机送货时最大能装载的货物为m＝＝＝10kg；

（2）根据v＝得t＝＝＝0.5h＝30min；（3）无人机对地面的压力F′＝G机＋G货＝160N＋40N＝200N，地面受到的压强为p＝＝＝2×104Pa

4．（20xx，锦州）如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3kg，要求对水平地面压强不超过3000Pa，机器人在水平地面运动时，所受推力与速度关系如图乙所示．（g取10N/kg）求：

（1）该机器人与水平地面的接触面积至少多少m2?

（2）该机器人所提供的水平推力为300N时，匀速直线运动2s能通过多远路程？

此时水平推力做了多少功？

（3）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？

解：

（1）该机器人对水平地面的压力F＝G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N，由p＝F/S可得，该机器人与水平地面的最小接触面积S＝＝＝0.01m2；

（2）由图象可知，该机器人所提供的水平推力为300N时的速度v＝0.6m/s，由v＝s/t可得，匀速直线运动2s通过的路程s＝vt＝0.6m/s×2s＝1.2m，此时水平推力做的功W＝Fs＝300N×1.2m＝360J；（3）由图象可知，该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时的推力F′＝150N，P＝F′v′＝150N×0.5m/s＝75W

5．（20xx，河北）如图所示，将边长为10cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，在B点施加力F1＝30N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0.撤去F1，B点施加力F2时，合金块对地面的压强为1.2×103Pa.（OB＝3OA，g取10N/kg）

（1）画出F2的力臂；

（2）求合金块的质量；

（3）求F2的大小．

解：

（1）如图所示

（2）由杠杆的平衡条件F动l动＝F阻l阻，则G＝F＝＝＝90N，根据G＝mg，所以m＝＝＝9kg；（3）由于p＝，则F支＝F压＝pS＝1.2×103Pa×（0.1m）2＝12N，由于F2与OB的夹角为30°，所以F2的力臂l2＝OB，（G－F支）×lOA＝F2×l2，则F2＝＝＝52N

6．（20xx，雅安）雅安4·20地震后灾后重建工作正在高效地进行，如图是某建筑工地上使用的塔式起重机．在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m，用时15s．（g取10N/kg）求：

（1）所提升建筑材料受到的重力；

（2）起重机提起建筑材料所做的功；

（3）提升过程中该起重机的电动机功率为8kW，那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？

解：

（1）建筑材料受到的重力G＝mg＝500kg×10N/kg＝5000N；

（2）起重机提起建筑材料所做的功W＝Gh＝5000N×12m＝6×104J；（3）起重机做的总功W总＝Pt＝8000W×15s＝1.2×105J，机械效率η＝＝＝50%

7．（20xx，苏州）一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升1m.

（1）他站在地面上时对地面的压强多大？

（2）画出滑轮组的绕线方式；

（3）若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力F多大？

拉力的功率多大？

解：

（1）他站在地面上时对地面的压力F＝G＝500N，对地面的压强p＝＝1.25×104Pa；

（2）因为滑轮组要求人站在地面上提升重物，所以，最终的绳子自由端方向向下，则绳子的起始端应在定滑轮上，如图所示；（3）由图可知，n＝2，则绳端移动的距离s＝nh＝2×1m＝2m，拉力做的有用功W有＝Gh＝600N×1m＝600J，由η＝可得，拉力做的总功W总＝＝＝800J，由W＝Fs可得，拉力的大小F＝＝＝400N，拉力的功率P＝＝＝40W.

8．（20xx，达州）某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10s，已知斜面长6m，高2m，此装置的机械率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计）．求：

（1）拉力F；

（2）拉力F做功的功率；

（3）箱子和斜面间的摩擦力．

解：

（1）由图可知滑轮装置是一个动滑轮，绳自由端移动的距离s′＝2s＝2×6m＝12m；有用功W有用＝Gh＝1200N×2m＝2400J；根据η＝得，W总＝＝3000J，F＝＝＝250N；

（2）拉力做的功W总＝3000J，拉力的功率P＝＝＝300W；（3）因为W总＝W有用＋W额，所以克服摩擦力做的额外功W额＝W总－W有用＝3000J－2400J＝600J，根据W＝fs可得，摩擦力f＝＝＝100N

9．（20xx，南宁）体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A.当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）．求：

（1）拉力F的功率；

（2）物体A受到的重力；

（3）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比；

（4）小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力．

解：

（1）由图可知通过动滑轮绳子的段数n＝3，物体A匀速上升，拉力F的功率P＝Fv＝Fnv物＝400N×3×0.1m/s＝120W；

（2）根据η＝＝＝，物体A受到的重力G＝ηnF＝80%×3×400N＝960N；（3）小聪拉动绳子前对地面压力F人＝G人＝600N，小聪拉动绳子后对地面压力F′人＝G人－F＝600N－400N＝200N，小聪拉动绳子前后对地面的压强之比＝＝＝＝；（4）不计摩擦及绳重，F＝（G物＋G动），提起A时，G动＝3F－GA＝3×400N－960N＝240N，小聪对绳子自由端拉力最大等于他的重力，即F最大＝G人＝600N，此时提起物体的重力最大G最大＝3F－G动＝3×600N－240N＝1560N

10．（20xx，茂名）如图所示，质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动，OA＝0.4m，OB＝1.6m．地面上质量为15kg、横截面积为0.3m2的圆柱体通过绳子与A端相连．现有大小不计、重为50N的物体在水平拉力F＝10N的作用下，以速度v＝0.2m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动．g取10N/kg.求：

（1）物体开始运动前，圆柱体对地面的压强；

（2）物体在板面上运动的时间；

（3）物体在板面上运动过程中，拉力F做的功及功率．

解：

（1）物体开始运动前，圆柱体对地面的压力F压＝G圆柱＝m圆柱g＝15kg×10N/kg＝150N，圆柱体对地面的压强p＝＝＝500Pa；

（2）由杠杆的平衡条件可得G圆柱·OA＝G物体·s，则物体恰好离开地面时运动的距离s＝OA＝×0.4m＝1.2m，由v＝可得，物体在板面上运动的时间t＝＝＝6s；（3）物体在板面上运动过程中，拉力F做的功W＝Fs＝10N×1.2m＝12J，拉力的功率P＝＝＝2W

11．（20xx，梧州）如图所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇，该艇满载后的总质量为2.0×105kg，在一次测试中，登陆艇在水中匀速直线行驶1200m，所用的时间为40s，若受到的阻力始终为2.0×105N（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3），求：

（1）登陆艇满载漂浮在水上时排开水的体积；

（2）登陆艇在测试中的行驶速度；

（3）登陆艇在测试中牵引力的功率．

解：

（1）登陆艇满载漂浮在水面上时有F浮＝G物，ρ水gV排＝m物g，登陆艇满载时排开水的体积V排＝＝＝200m3；

（2）登陆艇的速度是v＝＝＝30m/s；（3）由于匀速直线运动，牵引力等于阻力，登陆艇牵引力的功率是P＝＝＝＝fv＝2.0×105N×30m/s＝6.0×106W

12．（20xx，兰州）某同学想知道某种液体的密度，设计了如图所示的实验，已知木块的重力为1.2N，体积为200cm3，当木块静止时弹簧测力计的示数为2N，g＝10N/kg，求：

（1）木块受到的浮力是多少？

（2）液体的密度是多少？

（3）剪断细绳，木块稳定时处于什么状态？

所受浮力又是多大？

解：

（1）木块受到的浮力为F浮＝F＋G＝2N＋1.2N＝3.2N；

（2）因为F浮＝ρ液gV排，所以液体的密度为ρ液＝＝＝1.6×103kg/m3；（3）因为G＝mg，所以木块的质量为m＝＝＝0.12kg，木块的密度为ρ＝＝＝0.6×103kg/m3，因为ρ<ρ液，所以木块最终静止在液面上，受到的浮力为F浮′＝G＝1.2N.

13．（20xx，天水）如图所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6N，底面积100cm2，弹簧测力计的挂钩上挂有重为27N的金属块，现将金属块浸没在水中，容器内水面由20cm上升到30cm（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）．求：

（1）金属块未放入水中时（如图甲），容器底部受到的水的压强；金属块浸没在水中静止后弹簧测力计的示数；

（2）金属块浸没在水中（未与底部接触，如图乙），容器对桌面的压强．

解：

（1）金属块未放入水中时容器底部受到的水的压强为p1＝ρ水gh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2×103Pa；金属块的体积为V浮＝V排＝Sh排＝S（h2－h1）＝0.01m2×（0.3m－0.2m）＝0.001m3，金属块受到的浮力为F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3＝10N，弹簧测力计的示数为F＝G－F浮＝27N－10N＝17N；

（2）容器中的水重为G水＝m水g＝ρ水gV＝ρ水gSh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.2m＝20N，容器对桌面的压力为F＝G容＋G水＋F浮＝6N＋20N＋10N＝36N，容器对水平桌面的压强为p2＝＝＝3.6×103Pa

14．（20xx，黔东南州）如图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400cm2，高为0.2m，盖片B的面积为60cm2（盖片B的质量，厚度不计），连接AB的是长为0.4m，体积和质量都不计的硬杆，当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被撇开，水通过排水管流出冲洗厕所．（已知水的密度为1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）请解答下列问题：

（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？

（2）浮筒A的重力是多少？

（3）水箱中水多深时盖片B又自动关上？

解：

（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水深h＝0.4m＋0.2m＝0.6m，水对盖片B的压强p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.6m＝6000Pa，水对盖片B的压力F＝ps＝6000Pa×60×10－4m2＝36N；

（2）杆对浮筒的拉力等于水对盖片B的压力，即F′＝36N，当水箱的水刚好浸没浮筒A时，浮筒受到的浮力F浮＝ρ水V全排g＝1×103kg/m3×400×10－4m2×0.2m×10N/kg＝80N，浮筒受到的浮力等于浮筒重加上杆对浮筒的拉力，即F浮＝GA＋F′，则浮筒A的重力GA＝F浮－F′＝80N－36N＝44N；（3）设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1时，盖片B又自动关上则F浮′＝GA即ρ水V排g＝GA，1×103kg/m3×400×10－4m2×h1×10N/kg＝44N，解得：

h1＝0.11m，水箱中水的深度h1＝0.11m＋0.4m＝0.51m.

15．（20xx，菏泽）边长为10cm的正方体木块放入水中，有1/4的体积浸没在水中，在木块上面放一重物，木块浸入水中的深度增加2cm.（g取10N/kg，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3）求：

（1）此重物所受的重力；

（2）在此过程中重物对木块所做的功；

（3）有人根据上述问题得到启示，制作了一个称量物体重量的“秤”，如图所示．容器缸内盛有水，把活塞置于缸中，在轻活塞的底部放一物块P，活塞的顶部放上托盘，再在活塞的表面上刻上相应的刻度．

①活塞底部固定的物体P，它的作用是能让活塞竖直立在水中，重物P的密度特点是__P的密度大于水的密度__；

②怎么确定秤的零刻度线__托盘上不放物体时，水面所在的高度处为零刻度线__；

③如果要增大秤的测量范围，请给制作者提出你的两个建议：

A．增大活塞的横截面积，增大活塞的长度；

B．__用密度比水大的液体代替水（换用密度比水大的液体）__．

解：

（1）根据阿基米德原理，此重物的重力G＝ΔF浮＝ρ水gΔV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（10×10×2×10－6）m3＝2N；

（2）物体对木块的压力等于物体的重力，所以重物对木块所做的功W＝GΔh＝2N×2×10－2m＝0.04J

16．（20xx，天津）底面积为S0的圆柱形薄壁容器内装有密度为ρ0的液体，横截面积为S1的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连，且部分浸入液体中，此时细线刚好伸直，如图所示，已知细线所能承受的最大拉力为T，现往容器中再缓慢注入密度为ρ0的液体，直到细线刚好被拉断为止，请解答下列问题：

（1）画出细线刚好伸直时，木块在竖直方向上的受力示意图；

（2）导出细线未拉断前，细线对木块拉力F与注入液体质量m之间的关系式；

（3）求出细线刚好被拉断时与细线拉断后容器中液面恢复稳定时，容器底部所受液体压强的变化量．

解：

（1）细线刚好伸直时，木块只受到重力和浮力作用，二力平衡，大小相等，力的作用点画在重心上，如图所示；

（2）注入液体的质量为m时，细线对木块的拉力为F，液面上升的高度为Δh，细线对木块的拉力F等于木块增大的浮力，则有F＝ΔF浮＝ρ0gΔV排＝ρ0gS1Δh①，由ρ＝得，容器内注入的液体质量m＝ρ0ΔV液＝ρ0（S0－S1）Δh②，将①式和②式联立，解得：

F＝m；（3）当细线刚好被拉断时，F浮＝G＋T，液面恢复稳定后，F浮′＝G，即F浮－F浮′＝T，ρ0g（V排－V排′）＝T，ρ0gΔh′S0＝T，Δp＝ρ0gΔh′＝.

17．（20xx，黔西南州）如图所示，工人将一底面积为0.06m2，高为2m，密度为2.0×103kg/m3的圆柱形实心物体从水下匀速提升1m，当物体未露出水面时，（g取10N/kg）求：

（1）此时，物体受到的浮力．

（2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是多少？

（3）若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，此装置的机械效率是多少？

解：

（1）当物体未露出水面时，V排＝V物＝Sh＝0.06m2×2m＝0.12m3，则F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3＝1.2×103N；

（2）由ρ＝得G＝mg＝ρ物Vg＝2.0×103kg/m3×0.12m3×10N/kg＝2.4×103N；物体未露出水面时，物体对滑轮组的拉力为F′＝G－F浮＝2.4×103N－1.2×103N＝1.2×103N，由图可知绳子的股数n＝4，若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则拉力F＝F′＝×1.2×103N＝300N；（3）若工人对绳的拉力为400N，由于物体未露出水面时，物体对滑轮组的拉力为F′，则η＝＝＝＝＝75%

18．（20xx，贵港）一带阀门的圆柱形容器，底面积是200cm2，装有12cm深的水，正方体M边长为10cm，重20N，用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，如图所示．求：

（1）正方体M的密度；

（2）正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强；

（3）若从图示状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了2cm时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？

（g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3）．

解：

（1）正方体M的质量mM＝＝＝2kg，体积为VM＝L3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10－3m3，所以密度ρM＝＝＝2×103kg/m3；

（2）由于用细绳悬挂放入水中，有的体积露出水面，则V排1＝（1－）VA＝×1×10－3m3＝8×10－4m3，受到的浮力为F浮1＝ρ水gV排1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10－4m3＝8N，设A放入水中后水深为h′，则有Sh′＝Sh＋V排1，则h′＝h＋＝0.12m＋＝0.16m．此时水对容器底部的压强p＝ρ水gh′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m＝1.6×103Pa；（3）原来石块M浸入水中深度为h1＝（1－）L＝×10cm＝8cm，水面下降2cm时正方体M浸入水中深度为h2＝h1－2cm＝8cm－2cm＝6cm.则V排2＝h2L2＝6cm×（10cm）2＝600cm3＝6×10－4m3，F浮2＝ρ水gV排2＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10－4m3＝6N；当绳子刚被拉断时有Fmax＋F浮2＝G，所以细绳能承受的最大拉力Fmax＝G－F浮2＝20N－6N＝14N

19．（20xx，盘锦）如图所示，正方体石料在钢丝绳拉力作用下，从水面上方以恒定不变的速度缓慢下降，直至没入水中，图乙是钢丝绳拉力F随时间t变化的图象．（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）．求：

（1）石料全部没入水中时受到的浮力．

（2）石料的体积．

（3）石料浸没后钢丝绳拉力的功率．

解：

（1）由图象可知，在空气中受到的拉力F1＝2.5×104N，浸没在水中受到的拉力F2＝1.5×104N，因为匀速下降浸没水中，石料全部浸没水中受到的浮力F浮＝F1－F2＝2.5×104N－1.5×104N＝1.0×104N；

（2）根据F浮＝G排＝ρ液V排g，石料的体积V石＝V排＝＝＝1m3；（3）根据V＝L3＝1m3，得石料边长L＝1m，由图可知200s至300s之间石料下降1m，石料运动的速度v石＝＝＝0.01m/s；石料浸没后钢丝绳拉力的功率P＝＝＝Fv＝1.5×104N×0.01m/s＝150W.

20．（20xx，黄冈）电动蛙式打夯机（图甲）是利用冲击和冲击振动来夯实、平整场地的机械，由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、夯锤等组成（图乙）．启动电动机，在旋转着的偏心块离心力作用下，夯架绕后轴上下摆动，当夯架向下摆动时夯锤就夯击土层，向上摆动时使打夯机前移，故每夯击一次，机身即向前移动一次．下表是某型号电动蛙式打夯机的部分参数（设夯锤夯击土层的能量全部用于夯实土层）.

（1）若打夯机以10m/min的平均速度沿直线前进，则10min前进了多少米？

（2）为了估算某次夯锤夯击土层时的冲击力，小明将重为4N、底面积为1cm2的圆柱体竖直平放在被夯击土层上，土层被压下的深度与夯锤夯击的深度相同，则此次夯击时的平均冲击力为多少牛顿？

（3）施工时，若打夯机前移消耗的能量为200J/次，则打夯机的机械效率是多少？

电动机功率

3kW

夯锤夯击土层的能量

400J/次

夯锤着地面积

600cm2

前进速度

8～13m/min

夯击次数

120次/min

解：

（1）s＝vt＝10m/min×10min＝100m；

（2）p＝＝＝4×104Pa，由题意知，夯锤夯击时对土层的压强等于圆柱体对土层的压强．故夯击时的平均冲击力为F′＝pS＝4×104Pa×600×10－4m2＝2.4×103N；（3）打夯机工作1min时，W有＝（400＋200）J/次×120次＝7.2×104J，W总＝W电＝Pt＝3000W×60s＝1.8×105J，η＝＝＝40%

21．（20xx，雅安）20xx年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼－21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻．其外形与潜艇相似（如图甲所示），其相关参数如下表：

（为简化计算，不考虑海水密度变化，海水密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．

重量

2500N

体积

1m3

最大下潜深度

4500m

最大航速

7.4km/h

（1）假设“金枪鱼”上有面积为2×10－3m2的探测窗口，当它下潜至4000m深度处时，该探测窗口承受海水的压力是多少？

（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时，能静止漂浮在海面上，求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大？

（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面．从某时刻计时起，起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P3＝3P1.请分析出t3时刻起重装置对“金枪鱼”拉力，并求出t1时刻起重装置对“金枪鱼”拉力（不考虑水的阻力）．

解：

（1）当它下潜至4000m深度处受