Question

如圖所示是我國的“蛟龍”號載人潛水器，2012年6月24日，在太平洋馬里亞納海溝區(qū)域進(jìn)行的7000m級海試下潛試驗(yàn)中，達(dá)到了7062m深度，創(chuàng)造了中國載人深潛新紀(jì)錄．（g取10N/kg，海水密度ρ取1.03×10³ kg/m³，）
（1）當(dāng)潛水器排開海水的體積為10m³時(shí)，排開海水受到的重力是多大？
（2）若潛水器到達(dá)7020m深的海底世界時(shí)，海水對它外殼的壓強(qiáng)約是多大？如果潛水器的一個(gè)觀測孔的面積約為3×10^-2m²，則海水對該觀測孔的壓力約是多大？
（3）“蛟龍?zhí)枴本哂邢冗M(jìn)的水聲通信功能，聲音從7020m 深處的“蛟龍?zhí)枴贝怪眰鞯胶Ｃ嫘枰�多長時(shí)間？（聲音在海水中的傳播速度是1500m/s）

Answer 1

分析：（1）知道潛水艇排開海水的體積，根據(jù)G_排=ρ_液gV_排就可以計(jì)算出排開海水受到的重力．
（2）知道潛水艇下潛的深度，根據(jù)P=ρgh可以求出海水對潛水艇外殼的壓強(qiáng)，由公式F=PS可以求出海水對觀測孔的壓力．
（3）已知路程與聲音的傳播速度，由速度公式v=

s

t

可以求出聲音的傳播時(shí)間．

解答：解：（1）∵潛水器排開海水的體積為10m³
∴潛水艇受到的浮力：
G_排=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10m³=1.0×10⁵N．
（2）海水對潛水艇外殼的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×7020m=7.2306×10⁷Pa，
海水對該觀測孔的壓力：
F=pS=7.2306×10⁷Pa×3×10^-2m²≈2.2×10⁶N．
（3）∵v=

s

t

 
∴聲音從7020m深處的“蛟龍?zhí)枴贝怪眰鞯胶Ｃ娴臅r(shí)間：
t=

s

v

=

7020m

1500m/s

=4.68s．
答：（1）當(dāng)潛水器排開海水的體積為10m³時(shí)，受到的浮力是1.0×10⁵N．
（2）若潛水器到達(dá)7020m深的海底世界時(shí)，海水對它外殼的壓強(qiáng)約是7.2306×10⁷Pa，海水對觀測孔的壓力約是2.2×10⁶N．
（3）聲音從7020m深處的“蛟龍?zhí)枴贝怪眰鞯胶Ｃ娴臅r(shí)間為4.68s．

點(diǎn)評：本題是一道計(jì)算題，難度不大，熟練應(yīng)用浮力公式、液體壓強(qiáng)公式、壓強(qiáng)公式的變形公式是正確解題的關(guān)鍵．