Question

19．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)枴币淹瓿上聺撋疃?759m的深海潛試，這標(biāo)志著中國(guó)已成為世界上第五個(gè)掌握3500m以上大深度載人深潛技術(shù)的國(guó)家．據(jù)悉，“蛟龍?zhí)枴奔夹g(shù)改進(jìn)及5000-7000m深海潛試課題實(shí)施方案已通過(guò)專家論證，不久，“蛟龍?zhí)枴睂⑻魬?zhàn)目前世界載人深潛新紀(jì)錄．
（1）若“蛟龍?zhí)枴钡竭_(dá)7000m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？（海水密度近似取ρ=1.0×10³kg/m³，g=10 N/kg，下同）
（2）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)你由此估算潛水器的體積約為多大？

Answer 1

分析 （1）已知深度和密度，由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh求海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭?qiáng)；由F=pS求海水對(duì)觀測(cè)孔的壓力；
（2）對(duì)“蛟龍?zhí)枴笔芰Ψ治�，由平衡條件求潛水器的體積．

解答 解：
（1）“蛟龍?zhí)枴钡竭_(dá)7000m深的海底世界時(shí)，海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭?qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10 N/kg×7000 m=7×10⁷Pa；
海水對(duì)該觀測(cè)孔的壓力：F=pS=7×10⁷Pa×300×10^-4m²=2.1×10⁶N；
（2）“蛟龍?zhí)枴眲蛩傧聺摃r(shí)，所受浮力和重力是平衡力，且V=V_排，
所以F_浮=G_潛，即：ρgV=m_潛g，
解得潛水器的體積：V=$\frac{{m}_{潛}}{ρ}$=$\frac{22×1{0}^{3}kg}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=22m³．
答：（1）“蛟龍?zhí)枴钡竭_(dá)7000m深的海底世界時(shí)，海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭?qiáng)約為7×10⁷Pa；
則海水對(duì)該觀測(cè)孔的壓力約為2.1×10⁶N；
（2）估算潛水器的體積約為22m³．

點(diǎn)評(píng) 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�?qiáng)、海水對(duì)觀察孔的壓力、潛水器的體積，判斷潛水器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，考查的點(diǎn)較多，是一道中檔題．