Question

2011年7月21日凌晨3點，我國第一臺自行設計、自主集成研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器進行5000米海試（如圖），經(jīng)過5個多小時的水下作業(yè)，“蛟龍?zhí)枴钡纳顫摣@得圓滿成功，標志著我國繼美、法、俄、日之后，成為世界上第五個掌握5000米以上大深度載人深潛技術的國家．“蛟龍?zhí)枴钡捏w積約為84m³，空重不超過22t，最大荷載是240kg．
（1）“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?000米時受到海水的壓強多大？（海水的密度為1.03×10³kg/m³）（g=10N/Kg）
（2）“蛟龍?zhí)枴痹?000米的海底受到的浮力多大？
（3）若“蛟龍?zhí)枴币悦糠昼?0m的速度勻速下潛，則到達5000m的海底約需要多少時間？

Answer 1

解：（1）p=ρ_海水g h=1.03×10³×10N/kg×5000m=5.15×10⁷Pa；
（2）∵浸沒在海水中，∴V_排=V_物=84m³；
∴F_浮=ρ_海水g V_排=1.03×10³×10N/kg×84m³=8.65×10⁵N；
（3）蛟龍?zhí)栂聺摰乃俣萔===0.67m/s；
∴到達海底的時間t′===7462.7s．
答：（1）“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?000米時受到海水的壓強為5.15×10⁷Pa；
（2）“蛟龍?zhí)枴痹?000米的海底受到的浮力為8.65×10⁵N；
（3）到達5000m的海底約需要7462.7s．
分析：（1）已知下潛的深度，根據(jù)公式p=ρ_海水gh可求“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?000米時受到海水的壓強；
（2）已知潛艇的體積，完全浸沒時排開水的體積等于自身的體積，根據(jù)公式F_浮=ρ_海水g V_排可求受到的浮力；
（3）已知距離和時間，根據(jù)公式V=可求速度的大小，利用公式t=可求下潛的時間．
點評：本題以“蛟龍?zhí)枴睗撍�器潛水為背景考查了求：平均速度、海水壓強、潛水器的體積，浮力，考查的點較多，是一道中檔題．