Question

7．某次墜機事故中，飛機的“黑匣子”連同飛機墜入海中．飛機的“黑匣子”能把飛機停止工作或失事墜毀前半小時的有關技術參數(shù)和駕駛艙內(nèi)的聲音記錄下來，需要時把所記錄的參數(shù)重新放出來，可供事故分析之用．為了盡快將它打撈出水，專家們用聲納技術在失事海域進行探測．下面是幾個有關“黑匣子”的科學問題，請根據(jù)所學知識分析解決：
（1）“黑匣子”在墜入海水后下沉過程中，“黑匣子”所受的壓強變大（選填“變大”或“不變”或“變小”）．
（2）長為30厘米、寬20厘米、高12厘米的“黑匣子”完全墜入后受到的浮力為多大？（ρ_海水為1.0×10³千克/米³，最后的計算結果保留一位小數(shù)）
（3）當潛水員將質量為10千克的“黑匣子”打撈上來正放在輪船的甲板上時，則此時“黑匣子”對甲板的壓強為多少？

Answer 1

分析 （1）液體的壓強隨深度增加而增大；
（2）求出黑匣子的體積（排開海水的體積），利用F_浮=ρgV_排求出它受的浮力；
（3）求出黑匣子的重力，黑匣子對甲板的壓力等于其重力，再求出黑匣子正放時的受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$計算壓強．

解答 解：（1）黑匣子在海水中下降過程中，海水密度一定，深度越來越大，所以受到海水的壓強也逐漸變大．
（2）黑匣子的體積：V=abc=0.3m×0.2m×0.12m=0.0072m³，
黑匣子受的浮力：F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.0072m³=72N；
（3）黑匣子對甲板的壓力：F=G=mg=10kg×10N/kg=100N，
黑匣子正放時的受力面積：S=ab=0.3m×0.2m=0.06m²，
此時“黑匣子”對甲板的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{100N}{0.06{m}^{2}}$≈1666.7Pa．
答：（1）變大；
（2）“黑匣子”完全墜入后受到的浮力為72N；
（3）此時“黑匣子”對甲板的壓強為1666.7Pa．

點評 此題考查液體壓強的特點、阿基米德原理和壓強大小的計算，關鍵是知道黑匣子對甲板的壓力等于其重力，解答過程中應注意單位換算．