Question

16．2014年4月14日，為尋找失聯(lián)的MH370航班，啟用了“藍(lán)鰭金槍魚(yú)-21”（簡(jiǎn)稱“金槍魚(yú)”）自主水下航行器進(jìn)行深海搜尋，其外形與潛艇相似（如圖所示），相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為：質(zhì)量750kg，最大潛水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考慮海水密度變化，密度ρ取1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）．
（1）當(dāng)它在海水中2000m處時(shí)，問(wèn)承受海水的壓強(qiáng)為多少？
（2）假設(shè)“金槍魚(yú)”上有面積為20cm²的探測(cè)窗口，“金槍魚(yú)”在最大深處時(shí)，探測(cè)窗口承受的壓力為多少？

Answer 1

分析 （1）知道水下航行器所處的深度，根據(jù)p=ρgh求出承受海水的壓強(qiáng)；
（2）知道水下航行器的最大潛水深度，根據(jù)p=ρgh求出承受海水的壓強(qiáng)，利用F=pS求出探測(cè)窗口承受的壓力．

解答 解：（1）當(dāng)它在海水中2000m處時(shí)，承受海水的壓強(qiáng)：
p₁=ρgh₁=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2000m=2×10⁷Pa；
（2）“金槍魚(yú)”在最大深處時(shí)，承受海水的壓強(qiáng)：
p₂=ρgh₂=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4500m=4.5×10⁷Pa，
由p=$\frac{F}{S}$可得，探測(cè)窗承受的壓力：
F=p₂S=4.5×10⁷Pa×20×10^-4m²=9×10⁴N．
答：（1）當(dāng)它在海水中2000m處時(shí)，承受海水的壓強(qiáng)為2×10⁷Pa；
（2）“金槍魚(yú)”在最大深處時(shí)，探測(cè)窗口承受的壓力為9×10⁴N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了液體壓強(qiáng)公式和固體壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，看清題意---兩次液體壓強(qiáng)不同是關(guān)鍵．