Question

如圖是我國第一臺自行設(shè)計、自主集成一研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器．2010年8月26日，“蛟龍?zhí)枴币淹瓿上聺撋疃?759 m的深海潛試，這標(biāo)志著中國已成為世界上第五個掌握3500 m以上大深度載人深潛技術(shù)的國家．據(jù)悉，“蛟龍?zhí)枴钡募夹g(shù)改進及5000－7000 m深海潛試課題實施方案已通過專家論證，不久，“蛟龍?zhí)枴睂⑻魬?zhàn)目前世界載人深潛新紀(jì)錄．

①已知“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?759 m的海底用時約102分鐘，求“蛟龍?zhí)枴毕聺摃r的平均速度約為多少米/分鐘？(保留到整數(shù))

②若“蛟龍?zhí)枴钡竭_(dá)7000 m深的海底世界時，海水對“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭娂s為多大？如果潛水器的一個觀測孔的面積約為300 cm²，則海水對該觀測孔的壓力約為多大？(海水密度近似取ρ＝1.0×10³ kg/m³，g＝10 N/kg，下同)

③若正在水下勻速下潛的“蛟龍?zhí)枴睗撍�器的總質(zhì)量為22噸，請你由此估算潛水器的體積約為多大？

④在需要緊急上浮時，潛水器可以拋掉隨身攜帶的壓載鐵．試分析勻速下潛的“蛟龍?zhí)枴睗撍�器拋掉�?

Answer 1

答案：
解析：

解：①“蛟龍?zhí)枴弊?759米下潛時的平均速度約為 　　v＝S/t＝3759 m/(102 min)＝37 m/min 　�、凇膀札�?zhí)枴钡竭_(dá)7000米深的海底時，海水對“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭娂s為 　　P＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7000 m＝7×107 Pa 　　故海水對觀測孔的壓力約為 　　F＝Ps＝7×107 Pa×300×10－4 m2＝2.1×106 N 　�、邸膀札�?zhí)枴眲蛩傧聺摃r，所受浮力和重力是平衡力，有F浮＝G潛，即：ρgV＝m潛g， 　　解得潛水器的體積V＝m潛/ρ＝22×103 kg/m/(103 kg/m3)＝22 m3 　�、軇蛩傧聺摰摹膀札�?zhí)?拋掉壓載鐵后，潛水器所受重力的減小遠(yuǎn)大于浮力的減小，故潛水器所受浮力大于重力，潛水器所受合分不再為零；因潛水器所受合力方向向上，而潛水器拋掉壓載鐵前是勻速下潛，故潛水器拋掉壓載鐵后，先是減速下潛；當(dāng)潛水器下潛到速度減為零后，就又會反向加速上升．