Question

11．2011年7月26日，我國自行設(shè)計、研制的載人潛水器“蛟龍?zhí)枴痹谀虾３晒ο聺撝?057m，并于2012年沖擊最大設(shè)計深度7000m，這將有利于我國在海底最佳位置勘探并開采豐富的礦產(chǎn)資源，若ρ_水=1.0×10³kg/m³．
（1）當(dāng)“蛟龍?zhí)枴睆?057m深處下潛至7000m過程中，載人潛水器受到的浮力將不變，壓強將變大（ 填“變大”、“變小”或“不變”）．
（2）若“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器深潛到7000m的海里時，海水對“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭娂s為多少Pa？此時潛水器的一個觀測孔的面積約為300cm²則海水對該觀測孔的壓力約為多少N？
（3）據(jù)查，“蛟龍?zhí)枴辈捎锰刂频拟佒拼�體，其長×寬×高規(guī)格為8m×3m×5m．若潛水器下潛到某一深度時，受到的浮力是多少N？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)“蛟龍?zhí)枴睆?057m深處下潛至7000m過程中，所處的深度變大，排開水的體積不變，根據(jù)阿基米德原理可知受到的浮力變化，根據(jù)p=ρgh可知受到的壓強變化；
（2）根據(jù)p=ρgh求出潛水器深潛到7000m的海里時外殼受到的壓強，根據(jù)F=pS求出海水對觀測孔的壓力；
（3）根據(jù)題意可求潛水器的體積即為浸沒時排開海水的體積，根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力．

解答 解：（1）當(dāng)“蛟龍?zhí)枴睆?057m深處下潛至7000m過程中，所處的深度變大，排開水的體積不變，
由F_浮=ρ_液gV_排可知，潛水器受到的浮力不變，
由p=ρgh可知，潛水器受到的壓強變大；
（2）潛水器深潛到7000m的海里時外殼受到的壓強：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa，
由p=$\frac{F}{S}$可得，海水對觀測孔的壓力：
F=pS=7×10⁷Pa×300×10^-4_m2=2.1×10⁶N；
（3）潛水器下潛到某一深度時，排開海水的體積和自身的體積相等，
則V_排=V=8m×3m×5m=120m³，
潛水器受到的浮力：
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×120m³=1.2×10⁶N．
答：（1）不變；變大；
（2）海水對“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭娂s為7×10⁷Pa；海水對該觀測孔的壓力約2.1×10⁶N；
（3）若潛水器下潛到某一深度時，受到的浮力是1.2×10⁶N．

點評 本題考查了液體壓強公式和固體壓強公式、阿基米德原理的應(yīng)用，要注意物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等．