Question

在實(shí)現(xiàn)登月“訪吳剛、會(huì)嫦娥”千年夙愿的同時(shí)，科學(xué)工作者一直在追尋著下�！瓣J龍宮、見龍王”的夢(mèng)想．2011年7月，我國(guó)首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、自主集成的載人潛水器“蛟龍”號(hào)（如圖所示，其主要技術(shù)參數(shù)如下表），在經(jīng)過布放、下潛、上浮、回收等一系列操作后，順利完成5000m級(jí)海試任務(wù)．2012年6月3日赴馬里亞納海溝向7000m級(jí)發(fā)起沖擊，“上九天攬?jiān)隆⑾挛逖笞谨M”成為現(xiàn)實(shí)．試問：

（1）運(yùn)用你學(xué)過的知識(shí)說明，潛水器“下五洋”最大的困難是什么？
（2）根據(jù)表中提供的信息，計(jì)算設(shè)計(jì)制造時(shí)，“蛟龍”號(hào)至少承受的壓強(qiáng)是多大？
（3）粗略計(jì)算“蛟龍”號(hào)處于海水中懸浮狀態(tài)時(shí)，受到浮力的大�。浚êＫ�的密度取1.0×10³kg/m³，取g為10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)公式P=ρgh可知，液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大．
（2）已知最大下潛深度，由液體壓強(qiáng)公式P=ρgh求產(chǎn)生的壓強(qiáng)．
（3）由技術(shù)參數(shù)可得“蛟龍?zhí)枴钡捏w積，即排開海水的體積，利用阿基米德原理可求出它受到的浮力．
解答：解：（1）因?yàn)闈撍�器要到深海處，而深海處的海水壓�?qiáng)非常巨大，所以潛水器的外殼必須能夠承受所處位置處的海水所產(chǎn)生的壓力．潛水器“下五洋”最大的困難是克服深海水產(chǎn)生的巨大壓強(qiáng)．
（2）根據(jù)表中提供的信息可知，“蛟龍”號(hào)至少要承受7000m海水深處所產(chǎn)生的壓強(qiáng)．
由液體壓強(qiáng)公式得“蛟龍”號(hào)至少承受的壓強(qiáng)P=ρ_海水hg=1.0×10³kg/m³×7000m×10N/kg=7×10⁷Pa．
答：“蛟龍”號(hào)至少承受的壓強(qiáng)是7×10⁷Pa．
（3）根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可知，“蛟龍”號(hào)的體積V=8.2m×3.0m×3.4m=83.64m³，
∴“蛟龍”號(hào)排開海水的體積V_排=V=83.64m³，
∴“蛟龍”號(hào)受到的浮力F_浮=ρ_海水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×83.64m³=8.36×10⁵ N．
答：“蛟龍”號(hào)受到的浮力為8.36×10⁵ N．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)液體壓強(qiáng)公式和阿基米德原理公式的掌握和運(yùn)用，抓住下潛時(shí)深度變大、排開水的體積不變分析是本題的關(guān)鍵．