Question

如圖所示為我國首臺自主設計的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器．總體積約為50m³，2012年6月，“蛟龍?zhí)枴碧魬?zhàn)7000m深度，下潛過程中它受到海水壓強將________（變大或變小或不變），“蛟龍”號下潛到5000m深處時，（已知海水的密度為1.03×10³kg/m³、g=10N/kg）潛水器受到的海水的壓強是________ P_a，若觀察窗面積為300cm²，海水對觀察窗的壓力是________N；潛水器受到的浮力為________N．

Answer 1

變大    5.15×10⁷    1.545×10⁶    5.15×10⁵
分析：（1）液體的壓強與深度有關，深度越大，壓強越大；
（2）根據液體壓強計算公式p=ρ_水gh計算出5000m深處產生的壓強，再根據F=PS計算出載人艙表面承受的壓力；
（3）當“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器下潛于海水中時，排開的水的體積等于它自身的體積，根據F_浮=ρ_水gV_排就可以計算出它受到的浮力．
解答：（1）∵p=ρ_海水gh，潛水器下潛過程中所處深度h增大，
∴受到的壓強變大．
（2）當“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器下潛到5000m深處時，海水產生的壓強：
p=ρ_水gh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×5000m=5.15×10⁷Pa；
∵p=
∴觀察窗表面承受海水的壓力：
F=pS=5.15×10⁷Pa×300×10^-4m²=1.545×10⁶N；
（3）“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器的總體積為50m³，潛水器所受到的浮力是：
F_浮=ρ_海水gV_排=1.03×10³kg/m³×10N/kg×50m³=5.15×10⁵N．
故答案為：變大；5.15×10⁷Pa；1.545×10⁶；5.15×10⁵．
點評：（1）考查了學生對液體壓強公式、阿基米德原理和物體浮沉條件的掌握和運用，知道潛水器自身體積不變（排開水的體積不變、受浮力不變）是本題的關鍵．
（2）熟練掌握壓強和浮力的計算公式是解決計算部分的關鍵，數據計算過程中要認真仔細．