Question

3．如圖所示，我國自主研制的首個(gè)水下無人無纜潛水器“潛龍一號(hào)”成功實(shí)現(xiàn)在東太平洋5000多米水深持續(xù)工作近10小時(shí)的試驗(yàn)性應(yīng)用，最大下潛深度為5080m，創(chuàng)下了我國自主研制水下無人無纜潛水器深海作業(yè)的新紀(jì)錄．（海水的密度近似取1.0×10³kg/m³，g=10N/kg，不考慮大氣壓的影響）
（1）海面的水的密度接近水的密度，但隨著水下深度的增加，海水密度會(huì)逐漸變大，即相同質(zhì)量的水被壓縮的體積更小，這說明液體深度越大，壓強(qiáng)越大．當(dāng)“潛龍一號(hào)”在水下持續(xù)下潛時(shí)，受到的浮力將增大，需要克服的一個(gè)困難是海水產(chǎn)生的巨大壓強(qiáng)（答案合理即可）．
（2）當(dāng)“潛龍一號(hào)”浸沒在海水中，排開海水的體積為22m³時(shí)，受到海水的浮力是多大？
（3）在5000m深度時(shí)海水壓強(qiáng)可達(dá)到5×10⁷Pa，海水對(duì)“潛龍一號(hào)”的一個(gè)面積約為0.02m²的器壁板的壓力是多大？

Answer 1

分析 （1）液體壓強(qiáng)與液體的密度和深度有關(guān)，密度越大，深度越大，壓強(qiáng)越大；
（2）知道排開海水的體積，根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力；
（3）根據(jù)公式F=pS計(jì)算壓力．

解答 解：（1）隨著水下深度的增加，海水密度會(huì)逐漸變大，相同質(zhì)量的水被壓縮的體積更小，這說明：液體深度越大，壓強(qiáng)越大；
當(dāng)“潛龍一號(hào)”在水下持續(xù)下潛時(shí)，由于隨著水下深度的增加，海水密度會(huì)逐漸變大，根據(jù)公式F_浮=ρ_液gV_排可知，其受到的浮力將增大；
“潛龍一號(hào)”下潛時(shí)，需要克服的一個(gè)困難是海水產(chǎn)生的巨大壓強(qiáng)；
（2）潛水器受到的浮力：
F_浮=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×22m³=2.2×10⁵N；
（3）海水對(duì)器壁板的壓力：
F=pS=5×10⁷Pa×0.02m²=1.0×10⁶N．
故答案為：（1）液體深度越大，壓強(qiáng)越大；增大；海水產(chǎn)生的巨大壓強(qiáng)；
（2）受到海水的浮力是2.2×10⁵N；
（3）器壁板的壓力是1.0×10⁶N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查浮力大小和壓強(qiáng)大小的計(jì)算等，關(guān)鍵是對(duì)相應(yīng)計(jì)算公式的理解運(yùn)用．