Question

13．2011年7月，我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号（如图所示及主要技术参数），在经过布放、下潜、上浮、回收等一系列操作后，顺利完成5000m级海试任务．2012年6月3日赴马里亚纳海沟向7000m级发起冲击，“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实．（不考虑大气压）

（1）运用你学过的知识说明，潜水器“下五洋”最大的困难是什么？
（2）根据表中提供的信息，计算说明设计时，“蛟龙”号至少承受的压强是多大？
（3）蛟龙号空载时在水下悬浮时受到的浮力多大？（海水的密度取1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根据公式p=ρgh可知，液体的压强随深度的增加而增大．
（2）已知最大下潜深度，由液体压强公式P=ρgh求产生的压强．
（3）物体漂浮，浮力等于重力．．

解答 解：（1）因为潜水器要到深海处，而深海处的海水压强非常巨大，所以潜水器的外壳必须能够承受所处位置处的海水所产生的压力．潜水器“下五洋”最大的困难是克服深海水产生的巨大压强．
（2）根据表中提供的信息可知，“蛟龙”号至少要承受7000m海水深处所产生的压强．
由液体压强公式得“蛟龙”号至少承受的压强P=ρ_海水hg=1.0×10³kg/m³×7000m×10N/kg=7×10⁷Pa．
（3）蛟龙号的质量220t=2.2×10⁵kg
蛟龙号在水下悬浮时浮力和重力相等
F_浮=G=mg=2.2×10⁵kg×10N/kg=2.2×10⁶N．
答：
（1）克服深海水产生的巨大压强；
（2）“蛟龙”号至少承受的压强是7×10⁷Pa．
（3）蛟龙号空载时在水下悬浮时受到的浮力为2.2×10⁶N．

点评 本题考查了学生对液体压强公式和阿基米德原理公式的掌握和运用，利用好物体漂浮条件是本题的关键．