Question

3．我國(guó)自主研發(fā)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(guó)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(guò)加載壓載鐵和注水實(shí)現(xiàn)，而它的懸停或上浮則要通過(guò)適時(shí)拋掉一定數(shù)量的壓載鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)．潛水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)“蛟龍”號(hào)下潛到6000m深處懸�？辈鞎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）在6000m深處，若“蛟龍”號(hào)與壓載鐵的總質(zhì)量為22t，則它的體積約為多大？
（3）為什么“蛟龍”號(hào)不像一般潛水艇那樣采用排水的方法實(shí)現(xiàn)上��？請(qǐng)寫出其原因．

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）在6000m深處，“蛟龍”號(hào)處于懸浮狀態(tài)，受到的浮力等于“蛟龍”號(hào)與壓載鐵的總重力，再利用F_浮=ρgV_排求“蛟龍”排開水的體積，即“蛟龍”號(hào)的體積；
（3）幾千米的海底水的壓強(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×6000m=6.3×10⁷Pa；
（2）在6000m深處，“蛟龍”號(hào)處于懸浮狀態(tài)，受到的浮力：
F_浮=G=mg=22000kg×10N/kg=2.2×10⁵N，
由F_浮=ρgV_排得“蛟龍”的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.2×1{0}^{5}N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=22m³；
（3）幾千米的海底水的壓強(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6.3×10⁷Pa；
（2）“蛟龍”號(hào)與壓載鐵的體積約為22m³；
（3）幾千米的海底水的壓強(qiáng)太大，艙內(nèi)的海水需要很大的壓強(qiáng)才能排出艙外，所以不能像潛艇那樣采用排水的方法實(shí)現(xiàn)上浮．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了液體壓強(qiáng)公式、物體浮沉條件的應(yīng)用，要求靈活應(yīng)用相關(guān)公式，屬于基礎(chǔ)題目．