Question

如圖是我國(guó)第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)、自主集成研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器，2010年8月26日“蛟龍?zhí)枴币淹瓿上聺?759米得深海潛試，這標(biāo)志著中國(guó)已成為世界上第五個(gè)掌握3500米以上大深度載人深潛技術(shù)的國(guó)家．2012年6月3日“蛟龍?zhí)枴薄按畛恕薄跋蜿?yáng)紅09”號(hào)試驗(yàn)?zāi)复�，從江蘇江陰蘇南碼頭起航，開(kāi)始7000米級(jí)海試．北京時(shí)間19日5時(shí)，“蛟龍”號(hào)載人潛水器開(kāi)始進(jìn)行7000米級(jí)海試第二次下潛試驗(yàn)．9點(diǎn)24分“蛟龍”號(hào)載人潛水器第二次坐底，下潛深度為6965米．
（1）已知“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?759米的海底用時(shí)約105分鐘，求“蛟龍?zhí)枴毕聺摰钠骄�速度約為多少米/分鐘？
（2）若“蛟龍?zhí)枴钡竭_(dá)7000米深的海底世界時(shí)，海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭?qiáng)約為多大？如果潛水器的一個(gè)觀測(cè)孔的面積約為300cm²，則海水對(duì)該觀測(cè)孔的壓力約為多大？（海水密度近為1.0×10³kg/m³，g=10N/kg，下同）
（3）若正在水下勻速下潛的“蛟龍?zhí)枴睗撍�器的總質(zhì)量為22噸，請(qǐng)你估算潛水器的體積約為多大？

Answer 1

解：（1）“蛟龍?zhí)枴毕聺摰钠骄�速�?br/>v===35.8m/min；
答：“蛟龍?zhí)枴毕聺摰钠骄�速度�?5.8m/min．
（2）海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭?qiáng)：
P=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa，
海水對(duì)該觀測(cè)孔的壓力F=PS=7×10⁷Pa×0.03m²=2.1×10⁶N；
答：海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭?qiáng)是7×10⁷Pa，海水對(duì)該觀測(cè)孔的壓力是2.1×10⁶N．
（3）勻速下潛的“蛟龍?zhí)枴睗撍�器所受到的浮力�?br/>F_浮=G=mg=22×10³kg×10N/kg=2.2×10⁵N，
潛水器的體積V=V_排===22m³；
答：潛水器的體積是22m³．
分析：（1）已知路程與運(yùn)動(dòng)時(shí)間，由平均速度公式可以求出“蛟龍?zhí)枴钡钠骄�速度�?br/>（2）已知海水的深度，由液體壓強(qiáng)公式P=ρgh可以求出海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭?qiáng)；
由公式F=PS可以求出海水對(duì)觀測(cè)孔的壓力；
（3）潛水器與水下潛，由平衡條件可以求出“蛟龍?zhí)枴睗撍�器受到的浮力�?br/>然后由浮力公式的變形公式求出潛水器的體積．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道計(jì)算題難度不大，熟練應(yīng)用平均速度公式、液體壓強(qiáng)公式、平衡條件及浮力公式的變形公式是正確解題的關(guān)鍵．