Question

（2013?湖南一模）2012年6月3日我國(guó)自主研制的載人潛水器“蛟龍?zhí)枴庇赡复�向�?yáng)紅09號(hào)大型海洋考船搭載，前往深海進(jìn)行7000米深淺實(shí)驗(yàn)．向陽(yáng)紅09號(hào)的排水量為4500噸．
（1）滿載航行時(shí)它受到的浮力為多少N？
（2）在蛟龍?zhí)栂聺撨^程中，海水對(duì)它的壓強(qiáng)會(huì)如何變化？
（3）當(dāng)它順利達(dá)到實(shí)驗(yàn)下潛深度7000米時(shí)受到的壓強(qiáng)為多少？
（4）此時(shí)蛟龍?zhí)枌⒚媾R高壓低溫挑戰(zhàn)，為此你認(rèn)為需要哪些特殊的設(shè)計(jì)？（g=10N/kg、海水的密度近似取ρ=1.0×10³ kg/m³、不考慮大氣壓影響）．

Answer 1

分析：（1）知道向陽(yáng)紅09號(hào)的排水量，即滿載航行時(shí)排開水的質(zhì)量，根據(jù)阿基米德原理求出所受的浮力．
（2）在蛟龍?zhí)栂聺撨^程中，所處深度變大、海水的密度不變，由p=ρgh得出海水對(duì)它的壓強(qiáng)會(huì)如何變化情況；
（3）知道下潛的深度和海水的密度，根據(jù)p=ρgh求出潛水器下潛深度7000米時(shí)受到的海水的壓強(qiáng)；
（4）可以從增加外殼的彈性和提高溫度的角度來(lái)分析．

解答：解：
（1）滿載航行時(shí)它受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=4500×10³kg×10N/kg=4.5×10⁷N；
（2）∵p=ρgh，在蛟龍?zhí)栂聺撨^程中，所處深度h變大、海水的密度不變，
∴海水對(duì)它的壓強(qiáng)變大；
（3）下潛到深度7000米時(shí)受到的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa；
（4）可以改變外殼，使之具有一定的彈性（能保證人的安全），然后有個(gè)特別的吸水裝置，與外界的高壓一同對(duì)外殼進(jìn)行周期性擠壓，讓艙內(nèi)的空氣體積變化，使之轉(zhuǎn)化為熱能，為研究人員供熱．
答：（1）滿載航行時(shí)它受到的浮力為4.5×10⁷N；
（2）在蛟龍?zhí)栂聺撨^程中，海水對(duì)它的壓強(qiáng)會(huì)變大；
（3）當(dāng)它順利達(dá)到實(shí)驗(yàn)下潛深度7000米時(shí)受到的壓強(qiáng)為7×10⁷Pa；
（4）此時(shí)蛟龍?zhí)枌⒚媾R高壓低溫挑戰(zhàn)，為此可以改變外殼，然后有個(gè)特別的吸水裝置，為研究人員供熱．點(diǎn)評(píng)：F_浮=ρ_水gV_排和p=ρ_水gh這兩個(gè)公式一直是學(xué)生容易混淆，易錯(cuò)的知識(shí)，所以要注意理解和掌握

點(diǎn)評(píng)：本題以“蛟龍?zhí)枴睗撍�器潛水為背景考查了求海水壓�?qiáng)、浮力的計(jì)算，判斷潛水器受壓強(qiáng)的變化，考查的點(diǎn)較多，屬于難題．