Question

9．請(qǐng)認(rèn)真閱讀下文，回答問(wèn)題：
                        蛟龍?zhí)栞d人潛水器
    如圖所示，“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器是我國(guó)首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、研制的作業(yè)型深海載人潛水器，設(shè)計(jì)最大下潛深度為7000米級(jí)，是目前世界上下潛最深的作業(yè)型載人潛水器．
“蛟龍?zhí)枴保�長(zhǎng)、寬、高分別是8.2米、3.0米與3.4米，其體積為50m³，最大速度為46km/h，當(dāng)前最大下潛深度為7062.68米．
    陸地通信主要靠電磁波，速度可以達(dá)到光速．但這一利器到了水中卻沒(méi)了用武之地，電磁波在海水中只能深入幾米．“蛟龍?zhí)枴睗撊肷詈��?shù)千米，采用聲吶通信，喊一句話往來(lái)聲音延遲很大．為保持與海面母船的聯(lián)系，科學(xué)家們研發(fā)了具有世界先進(jìn)水平的高速水聲通信技術(shù)，這一技術(shù)解決了多項(xiàng)水聲通信難題．
（1）“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器在海水中勻速豎直上升過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是C．
    A．動(dòng)能增大    B．重力小于浮力    C．所受到海水的壓強(qiáng)減小    D．浮力是維持勻速上升的原因
（2）“蛟龍?zhí)枴毕聺撨^(guò)程中，在浸沒(méi)之前浮力是變大（填“變大”、“變小”或“不變”）的．浸沒(méi)之后海水密度均勻不變時(shí)浮力是不變（填“變大”、“變小”或“不變”）．此時(shí)其受到浮力大小為4.9×10⁵N．（海水密度近似為水的密度）
（3）按照聲在海水中1500m/s的傳播速度，在當(dāng)前最大下潛深度時(shí)，母船與“蛟龍?zhí)枴焙耙痪湓捦鶃?lái)聲音最少延遲4.71s．此處海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴泵?m²的外表面產(chǎn)生的壓力為1.39×10⁸N．（海水密度近似為水的密度，用科學(xué)計(jì)數(shù)法取三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體處于平衡狀態(tài)、受平衡力，其動(dòng)能大小不變；液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；
（2））“蛟龍?zhí)枴毕聺撨^(guò)程中，在浸沒(méi)之前，排開(kāi)海水體積變大，利用F_浮=ρ_液gV_排可得浮力變化情況；浸沒(méi)之后海水密度均勻不變時(shí)，排開(kāi)海水的體積不變，利用F_浮=ρ_液gV_排可知浮力變化；知道潛水器體積（浸沒(méi)排開(kāi)水的體積），利用阿基米德原理求此時(shí)潛水器受到的浮力；
（3）已知聲音在水中的傳播速度和傳播距離，利用公式t=$\frac{s}{v}$求傳播時(shí)間，即延遲的時(shí)間；已知海水密度和深度，利用公式p=ρgh計(jì)算產(chǎn)生的壓強(qiáng)；知道受力面積，利用公式F=pS計(jì)算受到的壓力．

解答 解：
（1）A、深潛器在海水中勻速豎直上升，質(zhì)量不變、速度不變，故其動(dòng)能不變，故A錯(cuò)；
B、深潛器在海水中勻速豎直上升，因此受的是平衡力，重力與浮力的大小相等，故B錯(cuò)；
C、深潛器在海水中勻速豎直上升，深度增加，所以受到的海水的壓強(qiáng)減小，故C正確；
D、深潛器做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，受的是平衡力，所以浮力不是維持其勻速上升的原因，故D錯(cuò)；
故選C．
（2）“蛟龍?zhí)枴毕聺撨^(guò)程中，在浸沒(méi)之前，排開(kāi)海水體積變大，由阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排可知浮力是變大的．浸沒(méi)之后海水密度均勻不變時(shí)，排開(kāi)海水的體積不變，由阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排可知浮力是不變．此時(shí)潛水器受到的浮力：
F_浮=ρ_液gV_排=ρ_液gV=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×50m³=4.9×10⁵N；
（3）“蛟龍?zhí)枴毕聺撟畲笊疃萮=s=7062.68m，
由v=$\frac{s}{t}$得聲音從母船到“蛟龍?zhí)枴钡臅r(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{7062.68m}{1500m/s}$≈4.71s；
潛水器受到海水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×7062.68m≈6.92×10⁷Pa；
由p=$\frac{F}{S}$得2m²的外表面產(chǎn)生的壓力：
F=pS=6.92×10⁷Pa×2m²≈1.39×10⁸N．
故答案為：
（1）C；（2）變大；不變；4.9×10⁵；（3）4.71；1.39×10⁸．

點(diǎn)評(píng) 本題為力學(xué)綜合題，考查了速度公式、液體壓強(qiáng)公式、阿基米德原理、二力平衡條件、壓強(qiáng)定義式、動(dòng)能大小影響因素，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，要求認(rèn)真審題，靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)．