Question

如图所示是我国的“蛟龙”号载人潜水器，2012年6月24日，在太平洋马里亚纳海沟区域进行的7000m级海试下潜试验中，达到了7062m深度，创造了中国载人深潜新纪录．（g取10N/kg，海水密度ρ取1.03×10³ kg/m³，）
（1）当潜水器排开海水的体积为10m³时，排开海水受到的重力是多大？
（2）若潜水器到达7020m深的海底世界时，海水对它外壳的压强约是多大？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约是多大？
（3）“蛟龙号”具有先进的水声通信功能，声音从7020m 深处的“蛟龙号”垂直传到海面需要多长时间？（声音在海水中的传播速度是1500m/s）

Answer 1

分析：（1）知道潜水艇排开海水的体积，根据G_排=ρ_液gV_排就可以计算出排开海水受到的重力．
（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，由公式F=PS可以求出海水对观测孔的压力．
（3）已知路程与声音的传播速度，由速度公式v=

s

t

可以求出声音的传播时间．

解答：解：（1）∵潜水器排开海水的体积为10m³
∴潜水艇受到的浮力：
G_排=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10m³=1.0×10⁵N．
（2）海水对潜水艇外壳的压强：
p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×7020m=7.2306×10⁷Pa，
海水对该观测孔的压力：
F=pS=7.2306×10⁷Pa×3×10^-2m²≈2.2×10⁶N．
（3）∵v=

s

t

 
∴声音从7020m深处的“蛟龙号”垂直传到海面的时间：
t=

s

v

=

7020m

1500m/s

=4.68s．
答：（1）当潜水器排开海水的体积为10m³时，受到的浮力是1.0×10⁵N．
（2）若潜水器到达7020m深的海底世界时，海水对它外壳的压强约是7.2306×10⁷Pa，海水对观测孔的压力约是2.2×10⁶N．
（3）声音从7020m深处的“蛟龙号”垂直传到海面的时间为4.68s．

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．