【題目】“蛟龍?zhí)枴笔俏覈?guó)首臺(tái)自主研制的作業(yè)型深海載人潛水器,設(shè)計(jì)的最大下潛深度為7000m級(jí),對(duì)我國(guó)開發(fā)利用深海資源具有重要意義。

(1)我國(guó)首臺(tái)載人潛水器“蛟龍?zhí)枴逼潴w積為50m3,若“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?000m深度時(shí)它受到海水的浮力是___________N,受到海水的壓強(qiáng)是___________Pa,此時(shí),海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴泵娣e為300cm2的觀察窗產(chǎn)生的壓力是__________N.(海水的密度取1.03×103kg/m3,g=10N/kg)

(2)潛水器從海底勻速上升過(guò)程中(不考慮海水溫度變化),所受海水的壓強(qiáng)將_________,浮力_______,(以上兩空選填“變大”、“變小”或“不變),由于存在海水的阻力,潛水器受到的浮力_______(填“大于”、“小于”或“等于”)其重力。

【答案】 5.15×105 7.21×107 2.163×106 變小 不變 大于

【解析】(1)載人潛水器的總體積為50m3,則潛水器浸沒(méi)時(shí)受到的浮力:
F=ρ海水gV=1.03×103kg/m3×10N/kg×50m3=5.15×105N.
當(dāng)“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器下潛到7000m深處時(shí),它受到海水的壓強(qiáng):
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m=7.21×107Pa;
可得觀察窗表面承受海水的壓力:
F=pS=7.21×107Pa×300×10-4m2=2.163×106N;
(2)潛水器從海底勻速上升過(guò)程中,海水密度不變,深度減小,由p=ρgh可知,潛水器所受海水的壓強(qiáng)將變。
由于潛水器排開水的體積和海水的密度都不變,根據(jù)F=ρgV可知,潛水器受到的浮力不變;
潛水器從海底勻速上升過(guò)程中,受到豎直向下的重力、豎直向下的阻力和豎直向上的浮力,由于勻速運(yùn)動(dòng),所以G+f=F,因此浮力大于其重力.
故答案為:(1)5.15×105;7.21×107;2.163×106;(2)變;不變;大于.

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