Question

【題目】2019年4月 9日，正在執(zhí)行中國(guó)大洋52航次任務(wù)的“大洋一號(hào)”船上，由中國(guó)自主研發(fā)的 6 000米勘查取樣型無人遙控潛水器（ROV）“海龍Ⅲ”在西南印度洋洋中脊龍旂熱液口成功完成本站下潛任務(wù)。“海龍Ⅲ”潛水器在空氣中的質(zhì)量為3.25 噸。（ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg）

(1)“海龍Ⅲ”潛水器是靠________________實(shí)現(xiàn)上浮與下沉的。“海龍Ⅲ”潛水器在水下下潛過程中，所受的浮力________（選填“變大”“變小”或“不變”）；

(2)達(dá)到6 000米深潛時(shí)，“海龍Ⅲ”潛水器所受海水的壓強(qiáng)為多大________？在該深度處表面積為0.025 m2 的一扇窗上所受的平均壓力為多少____？

(3)將“海龍Ⅲ”潛水器從水中撈出過程中，起吊器提供的最小拉力是2.75×104 N，則“海龍Ⅲ”潛水器的體積為多大_____？

Answer 1

【答案】改變自身的重力 不變 6×107 Pa 1.5×106N 0.5 m3

【解析】

(1)潛水器是靠改變自身重力實(shí)現(xiàn)上浮與下沉的。

由知道，在其下潛過程中，ρ水 和V排 不變，所以浮力不變。

(2)當(dāng)潛水器下潛到6 000 m深處時(shí)，承受海水的壓強(qiáng)

p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6 000 m＝6×107 Pa

由知道，面積為0.025m2的窗上承受海水的壓力

F＝pS＝6×107 Pa×0.025 m2＝1.5×106 N

(3)潛水器的重量為

G＝mg＝3.25×1 000 kg×10 N/kg＝3.25×104 N

潛水器受到的最大浮力

F浮＝G－F拉＝3.25×104 N－2.75×104 N＝5×103 N

由F浮＝ρ液gV排知道，潛水器的體積為

答：(1)“海龍Ⅲ”潛水器是靠改變自身的重力實(shí)現(xiàn)上浮與下沉的。“海龍Ⅲ”潛水器在水下下潛過程中，所受的浮力不變；

(2)達(dá)到6000米深潛時(shí)，“海龍Ⅲ”潛水器所受海水的壓強(qiáng)為6×107 Pa；在該深度處表面積為0.025 m2 的一扇窗上所受的平均壓力為1.5×106 N；

(3)將“海龍Ⅲ”潛水器從水中撈出過程中，起吊器提供的最小拉力是2.75×104 N，則“海龍Ⅲ”潛水器的體積為0.5m3。