Question

我国自主研制的“蛟龙号”深水探测器于2012年试验成功下潜到7026m深度，它标志着我国已进入了深海潜水先进国家之列．（为计算方便，ρ_海水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
求：（1）“蛟龙号”下潜到海面下5000m时，受到海水的压强为多少帕？
（2）此时，海水对面积为0.02m²观测窗产生多大的压力？
（3）若蛟龙号的体积为70m³，当它浸没在海水中，受到的浮力是多少牛？

Answer 1

解：（1）“蛟龙号”下潜到海面下5000m时，承受海水的压强：
p=ρ_海水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5000m=5×10⁷Pa；
（2）∵p=，
∴面积为0.02m²观测窗上承受海水的压力F=pS=5×10⁷Pa×0.02m²=1.0×10⁶N．
（3）若蛟龙号的体积为70m³，当它浸没在海水中，受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×70m³=7×10⁵N．
答：：（1）“蛟龙号”下潜到海面下5000m时，受到海水的压强为5×10⁷Pa；
（2）此时，海水对面积为0.02m²观测窗产生1.0×10⁶N的压力；
（3）若蛟龙号的体积为70m³，当它浸没在海水中，受到的浮力是7×10⁵N．
分析：（1）根据液体压强计算公式p=ρ_水gh计算出5000m深处产生的压强，
（2）根据F=PS计算海水对面积为0.02m²观测窗产生的压力．
（3）已知潜水艇受到的浮力和海水的密度，利用公式阿基米德原理公式F_浮=ρ_水gV_排计算排开水的体积，
点评：（1）考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用，知道潜水器进入水中自身体积等于排开水的体积是本题的关键．
（2）熟练掌握压强和浮力的计算公式是解决计算部分的关键，数据计算过程中要认真仔细．