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】 5.15×105 7.21×107 2.163×106 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．