Question

2011年7月21日凌晨3點(diǎn)，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人潛水器進(jìn)行5000米海試（如圖），經(jīng)過5個(gè)多小時(shí)的水下作業(yè)，“蛟龍?zhí)枴钡纳顫摣@得圓滿成功，標(biāo)志著我國(guó)繼美、法、俄、日之后，成為世界上第五個(gè)掌握5000米以上大深度載人深潛技術(shù)的國(guó)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(shí)受到海水的壓強(qiáng)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(dá)5000m的海底約需要多少時(shí)間？

Answer 1

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(shí)受到海水的壓強(qiáng)；
（2）已知潛艇的體積，完全浸沒時(shí)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(shí)間，根據(jù)公式V=

S

t

可求速度的大小，利用公式t=

S

V

可求下潛的時(shí)間．

解答：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=

S

t

=

40m

60s

=0.67m/s；                
∴到達(dá)海底的時(shí)間t′=

S′

V

=

5000m

0.67m/s

=7462.7s．
答：（1）“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?000米時(shí)受到海水的壓強(qiáng)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(dá)5000m的海底約需要7462.7s．

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)、潛水器的體積，浮力，考查的點(diǎn)較多，是一道中檔題．