Question

9．我國自主研制的“蛟龍”號(hào)載人深潛器具備了在全球99.8%的海洋深處開展科學(xué)研究、資源勘探的能力，它具有國外深潛器所不具備的自動(dòng)定向、定高、定深三大功能．“蛟龍”號(hào)的下潛是通過加載壓載鐵和注水實(shí)現(xiàn)，而它的懸�；蛏细�則要通過適時(shí)拋掉一定數(shù)量的壓載鐵來實(shí)現(xiàn)．潛艇下潛的深度一般是幾百米，而“蛟龍”號(hào)最大工作設(shè)計(jì)深度為7000m．
（1）當(dāng)它下潛到6500m深處懸�？碧綍r(shí)，若此深度海水的密度為1.05×10³kg/m³，則它的外殼受到海水壓強(qiáng)約為多少？
（2）若正在水下勻速下潛的“蛟龍?zhí)枴钡目傎|(zhì)量為22t，則它的體積約為多大？
（3）為什么“蛟龍”號(hào)不像一般潛艇那樣采用排水的方法實(shí)現(xiàn)上��？請寫出你認(rèn)為可能的原因．

Answer 1

分析 （1）知道“蛟龍”號(hào)所處的深度，利用液體壓強(qiáng)公式p=ρgh求外殼受到海水壓強(qiáng)；
（2）深潛器勻速下潛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的重力和浮力相等，根據(jù)阿基米德原理求出排開液體的體積即為“蛟龍”號(hào)的體積；
（3）幾千米的海水中水的壓強(qiáng)太大，艙內(nèi)的海水需要很大的壓強(qiáng)才能排出艙外，據(jù)此分析回答．

解答 解：（1）外殼受到海水壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.05×10³kg/m³×10N/kg×6500m=6.825×10⁷Pa；
（2）因深潛器勻速下潛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的重力和浮力相等，
所以，深潛器受到的浮力：F_浮=mg，
因物體浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得，“蛟龍”號(hào)的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{ρg}$=$\frac{mg}{ρg}$=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{22×1{0}^{3}kg}{1.05×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$≈20.95m³；
（3）幾千米的海水中水的壓強(qiáng)太大，艙內(nèi)的海水需要很大的壓強(qiáng)才能排出艙外，所以“蛟龍”號(hào)不能像潛艇那樣采用排水的方法實(shí)現(xiàn)上�。�
答：（1）“蛟龍”號(hào)的外殼受到海水壓強(qiáng)約為6.825×10⁷Pa；
（2）“蛟龍”號(hào)與壓載鐵的體積約為20.95m³；
（3）幾千米的海水中水的壓強(qiáng)太大，艙內(nèi)的海水需要很大的壓強(qiáng)才能排出艙外，所以“蛟龍”號(hào)不能像潛艇那樣采用排水的方法實(shí)現(xiàn)上�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了液體壓強(qiáng)公式、物體浮沉條件、密度公式以及二力平衡條件的應(yīng)用，是一道較為簡單的應(yīng)用題．