Question

8．2012年6月15日，我国的“蛟龙号”载入潜水艇，在太平洋马里亚纳海沟区域进行的7000m深海测试第一次下潜实验中，突破了6500m深度，创造了中国载入深潜新纪录．（g取10N/kg，海水密度近似取1.0×10³kg/m³，忽略海水密度变化）
（1）当潜水艇全部浸入水中时，排开海水的体积约为80m³，此时它受到的浮力是多大？
（2）当潜水艇到达7000深的海底世界时，海水对它的外壳压强有多大？
（3）如果潜水器的一个观测孔的面积约为3×10^-2m²，则海水对该观测孔的压力有多大？

Answer 1

分析 （1）知道潜水艇排开海水的体积，根据F_浮=ρ_液gV_排就可以计算出它受到的浮力．
（2）知道潜水艇下潜的深度，根据P=ρgh可以求出海水对潜水艇外壳的压强．
（3）由公式F=PS可以求出海水对观测孔的压力．

解答 解：（1）已知潜水艇排开海水的体积为V_排=80m³，
潜水艇受到的浮力：
F_浮=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×80m³=8×10⁵N；
（2）海水对潜水艇外壳的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa；
（3）由p=$\frac{F}{S}$得海水对该观测孔的压力：
F=pS=7×10⁷Pa×3×10^-2m²=2.1×10⁶N．
答：（1）当潜水艇全部浸入水中时，它受到的浮力是8×10⁵N；
（2）当潜水艇到达7000深的海底世界时，海水对它的外壳压强有7×10⁷Pa；
（3）海水对该观测孔的压力有2.1×10⁶N．

点评 本题是一道计算题，难度不大，熟练应用浮力公式、液体压强公式、压强公式的变形公式是正确解题的关键．