(2012?永州)如圖所示“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器2012年6月3日赴馬里亞納海溝區(qū)域執(zhí)行7.0×10
3m級海試任務.96名參試隊員將挑戰(zhàn)世界載人深潛的歷史新紀錄.求:(海水密度近似取ρ=1.0×10
3kg/m
3,g=10N/kg)
(1)如果“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?km的海底用時3.5h,“蛟龍?zhí)枴毕聺摃r的平均速度是多少km/h?
(2)“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?.0×10
3m深的海底世界時,海水對“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭娛嵌啻?潛水器的一個攝像觀察玻璃窗口的面積約為2.0×10
-2m
2,則海水對該觀察玻璃窗口的壓力是多大?
(3)若勻速下潛的“蛟龍?zhí)枴睗撍骺傎|(zhì)量為3.0×10
4kg,當它從水面下潛到7.0×10
3m深處,“蛟龍?zhí)枴睗撍魉苤亓ψ龅墓κ嵌嗌伲?/div>
分析:(1)已知下潛到7km的海底用時3.5h,利用速度公式即可求解.
(2)根據(jù)P=ρgh求出7km深海水的壓強,再由P=
的公式變形求得海水對窗口的壓力
(3)已知潛水器總質(zhì)量,利用G=mg可求得其重力,再利用W=Gh可求得潛水器重力做的功.
解答:解:(1)下潛平均速度
υ=
=
=2km/h;
(2)7km深海水的壓強:
P=ρgh=1.0×10
3kg/m
3×10N/kg×7.0×10
3m=7.0×10
7Pa,
由P=
得海水對窗口的壓力:
F=PS=7.0×10
7Pa×2.0×10
-2m
2=1.4×10
6N;
(3)G=mg=3.0×10
4kg×10N/kg=3.0×10
5N,
潛水器重力做的功:
W=Gh=3.0×10
5N×7.0×10
3m=2.1×10
9J.
答:(1)“蛟龍?zhí)枴毕聺摃r的平均速度是2km/h;
(2)海水對該觀察玻璃窗口的壓力是1.4×10
6N;
(3)“蛟龍?zhí)枴睗撍魉苤亓ψ龅墓κ?.1×10
9J.
點評:本題以“蛟龍?zhí)枴睗撍鳚撍疄楸尘翱疾榱饲螅浩骄俣、海水壓強、海水對觀察孔的壓力、功的計算,考查的點較多,是一道中檔題,關鍵是公式變形的靈活應用.