Question

【题目】“蓝鳍金枪鱼-21”（简称“金枪鱼”）是自主水下航行器，可进行深海搜寻.其外形与潜艇相似（如图甲所示），其体积为1m3 ， 质量为750kg，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg/m3 ， g取10N/kg）.

（1）求“金枪鱼”在海水下3000m处时所受到的压强；
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，先是漂浮在海面上，然后由起重装置将其匀速竖直吊离海面.起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中 P3＝3P1.求：t 1 时刻金枪鱼露出海面的体积（要求：画出 t1、t3时刻金枪鱼的受力分析图）

Answer 1

【答案】
（1）解：航行器所受的压强：p=ρgh=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×3000m=3×107 Pa

（2）解：设t1、t3时刻起重机给金枪鱼的拉力分别为F1、F3 ，金枪鱼受力如图所示：

由图知，F1 +F浮 =G…① F3 =G=mg=750kg×10N/kg=7500N…②

根据公式P=W/t=Fv得，P1 =F1 v…③ P3 =F3 v…④ P3 =3P1 …⑤

由以上方程解得：F浮 =5000N

由F浮 =ρgV排 得，V排 =F浮/ρg=5000N/1.0×103kg/m3×10N/kg=0.5m3；

V露 =V-V排 =1m3 -0.5m3 =0.5m3

【解析】（1）航行器所受的压强可由液体压强公式p=ρgh代入题目所给的数据进行计算求得；
（2）本题考查了学生随受力分析、功率、浮力公式的理解和掌握，求出浮力进而求出t 1 时刻金枪鱼露出海面的体积.
【考点精析】本题主要考查了液体的压强的特点和液体的压强的计算的相关知识点，需要掌握液体压强的特点： 在同一深度，各个方向的压强相等；深度增大，液体的压强增大；液体的压强还与液体的密度有关，在深度相同时，液体密度越大，压强越大；液体内部压强的公式：p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意：h 指液体的深度，即某点到液面的距离才能正确解答此题．