Question

如图，2012年6月3日我国自主研制的载人潜水器“蛟龙号”由母船向阳红09号大型海洋考船搭载，前往深海进行7000米深浅实验．向阳红09号的排水量为4500吨．
（1）满载航行时它受到的浮力为多少N？
（2）当它顺利达到实验下潜深度7000米时受到的压强为多少？
（3）此时蛟龙号将面临高压低温挑战，为此你认为需要哪些特殊的设计？（g=10N/kg、海水的密度近似取ρ=1.0×10³ kg/m³、不考虑大气压影响）．

Answer 1

解：
（1）满载航行时它受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=4.5×10⁶kg×10N/kg=4.5×10⁷N；
（2）潜水器受到海水的压强为：
p=ρ_海水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa；
（3）可以改变外壳，使之具有一定的弹性（能保证人的安全），然后有个特别的吸水装置，与外界的高压一同对外壳进行周期性挤压，让舱内的空气体积变化，使之转化为热能，为研究人员供热．
答：（1）满载航行时它受到的浮力为4.5×10⁷N；
（2）当它顺利达到实验下潜深度7000米时受到的压强为7×10⁷Pa；
（3）此时蛟龙号将面临高压低温挑战，为此可以改变外壳，然后有个特别的吸水装置，为研究人员供热．
分析：（1）已知向阳红09号的排水量，即满载时排开海水的质量，根据F_浮=G_排=m_排g求出它所受到的浮力；
（2）已知海水的密度和浸没的深度，根据p=ρgh求出受到海水的压强；
（3）可以从增加外壳的弹性和提高温度的角度来分析．
点评：本题考查了物体所受浮力和压强的计算，F_浮=ρ_水gV_排和p=ρ_水gh这两个公式一直是学生容易混淆，易错的知识，所以要注意理解和掌握．