Question

8．2012年6月15日，我國(guó)的“蛟龍?zhí)枴陛d入潛水艇，在太平洋馬里亞納海溝區(qū)域進(jìn)行的7000m深海測(cè)試第一次下潛實(shí)驗(yàn)中，突破了6500m深度，創(chuàng)造了中國(guó)載入深潛新紀(jì)錄．（g取10N/kg，海水密度近似取1.0×10³kg/m³，忽略海水密度變化）
（1）當(dāng)潛水艇全部浸入水中時(shí)，排開海水的體積約為80m³，此時(shí)它受到的浮力是多大？
（2）當(dāng)潛水艇到達(dá)7000深的海底世界時(shí)，海水對(duì)它的外殼壓強(qiáng)有多大？
（3）如果潛水器的一個(gè)觀測(cè)孔的面積約為3×10^-2m²，則海水對(duì)該觀測(cè)孔的壓力有多大？

Answer 1

分析 （1）知道潛水艇排開海水的體積，根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排就可以計(jì)算出它受到的浮力．
（2）知道潛水艇下潛的深度，根據(jù)P=ρgh可以求出海水對(duì)潛水艇外殼的壓強(qiáng)．
（3）由公式F=PS可以求出海水對(duì)觀測(cè)孔的壓力．

解答 解：（1）已知潛水艇排開海水的體積為V_排=80m³，
潛水艇受到的浮力：
F_浮=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×80m³=8×10⁵N；
（2）海水對(duì)潛水艇外殼的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa；
（3）由p=$\frac{F}{S}$得海水對(duì)該觀測(cè)孔的壓力：
F=pS=7×10⁷Pa×3×10^-2m²=2.1×10⁶N．
答：（1）當(dāng)潛水艇全部浸入水中時(shí)，它受到的浮力是8×10⁵N；
（2）當(dāng)潛水艇到達(dá)7000深的海底世界時(shí)，海水對(duì)它的外殼壓強(qiáng)有7×10⁷Pa；
（3）海水對(duì)該觀測(cè)孔的壓力有2.1×10⁶N．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道計(jì)算題，難度不大，熟練應(yīng)用浮力公式、液體壓強(qiáng)公式、壓強(qiáng)公式的變形公式是正確解題的關(guān)鍵．