Question

（2013?金平區(qū)模擬）“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器實(shí)現(xiàn)5 000m級(jí)水深的突破，表明了中國(guó)有能力到達(dá)占全球面積70%的海洋深處進(jìn)行探索．如圖所示，它的長(zhǎng)、寬、高分別是8.2m、3.0m與3.4m．當(dāng)“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器下潛到6000m深度時(shí)，總質(zhì)量22t．（ρ_海水=1.03×10³ kg/m³，g取10N/kg）求：
（1）此時(shí)受到的海水對(duì)它的壓強(qiáng)是多少？
（2）“蛟龍?zhí)枴鄙弦幻娣e為50cm²的觀測(cè)窗口，此時(shí)承受的壓力是多少？
（3）“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器潛在水下6000m處受到的浮力是多少？^
（4）“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器是怎樣實(shí)現(xiàn)下潛和上浮的？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh求出海水對(duì)潛水器的壓強(qiáng)；
（2）已知“蛟龍?zhí)枴鄙弦幻娣e為50cm²的觀測(cè)窗口，利用F=pS求得此時(shí)承受的壓力；
（3）已知潛水器質(zhì)量，可求的其重力，利用F_浮=ρ_液gV_排就能得到浮力；
（4）物體在液體中的浮沉，決定于物重和浮力的大小關(guān)系：物重大于浮力，下沉；物重等于浮力，懸��；物重小于浮力，上�。�

解答：解：（1）p=ρ_海水gh=1.0³×10³kg/m³×g取10N/kg×6000m=6.18×10⁷Pa；
（2）∵p=

F

S

，
∴此時(shí)承受的壓力F=pS=6.18×10⁷Pa×50×10^-4m²=3.09×10⁵N
（3）潛水器重力：G=mg=22×10³kg×10N/kg=2.2×10⁵N
潛水器懸浮，浮力：F_浮=G=2.2×10⁵N
（4）潛水器浸沒在水中時(shí)，排開水的體積一定，也就是所受浮力一定，要上浮或下潛，只能改變重力．所以，在潛水器內(nèi)部有一個(gè)水艙，通過(guò)對(duì)它的水艙進(jìn)行吸、排水來(lái)改變自身重，從而實(shí)現(xiàn)下潛、上浮和懸�。�
答：
（1）潛水器受到的壓強(qiáng)為6.18×10⁷Pa；
（2）此時(shí)承受的壓力為3.09×10⁵N
（3）潛水器受到的浮力為2.2×10⁵N；
（4）“蛟龍?zhí)枴蓖ㄟ^(guò)對(duì)它的水艙進(jìn)行吸、排水來(lái)改變自身重量，從而實(shí)現(xiàn)下潛、上浮和懸浮．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查學(xué)生對(duì)液體壓強(qiáng)計(jì)算及浮力計(jì)算的力學(xué)綜合問(wèn)題．只要熟練掌握液體壓強(qiáng)計(jì)算公式p=ρ_液gh和浮力計(jì)算的基本公式F_浮=ρ_液gV_排就能夠解決．