Question

【題目】“蛟龍號”是我國首臺自主研制的作業型深海載人潛水器，設計的最大下潛深度為7000m級，對我國開發利用深海資源具有重要意義。
（1）我國首臺載人潛水器“蛟龍號”其體積為50m3 ， 若“蛟龍號”下潛到7000m深度時它受到海水的浮力是 N，受到海水的壓強是 Pa，此時，海水對“蛟龍號”面積為300cm2的觀察窗產生的壓力是 N.（海水的密度取1.03×103kg/m3 ， g=10N/kg）
（2）潛水器從海底勻速上升過程中（不考慮海水溫度變化），所受海水的壓強將 ， 浮力 ， （以上兩空選填“變大”、“變小”或“不變），由于存在海水的阻力，潛水器受到的浮力（填“大于”、“小于”或“等于”）其重力。

Answer 1

【答案】
（1）5.15×105,7.21×107,2.163×106
（2）變小,不變,大于
【解析】（1）載人潛水器的總體積為50m3，則潛水器浸沒時受到的浮力：F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×50m3=5.15×105N．當“蛟龍號”載人潛水器下潛到7000m深處時，它受到海水的壓強：p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m=7.21×107Pa；由 可得觀察窗表面承受海水的壓力：F=pS=7.21×107Pa×300×10-4m2=2.163×106N；

（2）潛水器從海底勻速上升過程中，海水密度不變，深度減小，由p=ρ液gh可知，潛水器所受海水的壓強將變小．由于潛水器排開水的體積和海水的密度都不變，根據F浮=ρ液gV排可知，潛水器受到的浮力不變；潛水器從海底勻速上升過程中，受到豎直向下的重力、豎直向下的阻力和豎直向上的浮力，由于勻速運動，所以G+f=F浮，因此浮力大于其重力．

故答案為：（1）5.15×105；7.21×107；2.163×106；（2）變小；不變；大于．

（1）當“蛟龍號”載人潛水器下潛于海水中時，排開的水的體積等于它自身的體積，根據F浮=ρ水gV排就可以計算出它受到的浮力；根據液體壓強計算公式p=ρ水gh計算出5000m深處產生的壓強，再根據F=PS計算出載人艙表面承受的壓力；
（2）①根據液體壓強計算公式P=ρ液gh可判斷潛水器在海水中下潛時受到的壓強的變化；②根據阿基米德原理分析潛水器所受浮力的變化；③潛水器在水中勻速上升時受重力、浮力、阻力三個力的作用．