Question

【题目】2010年8月,我国自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器(如图所示)3000 m级海试取得成功,最大下潜深度达到3759 m。这标志着我国成为继美、法、俄、日之后的第五个掌握3500 m以上大深度载人深潜技术的国家。同年11月,“蛟龙号”载人潜水器技术改进及5000~7000 m海试课题实施方案在无锡通过专家认证。“蛟龙号”载人潜水器的总体积约为84 m3。请你解答下列问题:(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

（1）“蛟龙号”潜水器在上浮或下潜的过程中,体积几乎不发生改变。当它浸没在海水中继续下潜时,它受到的压强将_______,受到的浮力将__________。据此可以猜想:“蛟龙号”潜水器主要是通过_________来实现上浮或下潜的。(前两空均选填“不断变大”“不断变小”或“保持不变”)

（2）当“蛟龙号”载人潜水器下潜到3000 m深处时,载人舱表面0.2 m2的面积上将承受海水多大的压力__________?

（3）当“蛟龙号”载人潜水器悬浮于海水中时,它所受到的浮力是多大____?此时它的总质量是多少___?

Answer 1

【答案】变大 不变 改变自身重力 6.18×106 N 8.652×105 N 8.652×104 kg

【解析】

[1]由 知道，“蛟龙”号深海载人潜水器下潜的过程中，由于潜水器所处深度h增大，所以，受到的压强变大；

[2]根据题意知道，潜水器下潜的过程中，排开水的体积V排 不变，水的密度不变，所以，由 知道，受到的浮力不变；

[3]由于潜水器浸没在水中无论是上浮还是下沉，潜水器的体积不变（排开水的体积不变），即受浮力不变；由此猜想，潜水器是通过让海水进、出压力舱改变潜水器受到的重力，实现上浮或下沉的；

[4]当“蛟龙号”载人潜水器下潜到3000m深处时，海水产生的压强是：

p=ρ海水 gh=1.03×103 kg/m3 ×10N/kg×3000m=3.09×107 Pa；

所以 ，载人舱表面0.2m2 的面积上将承受海水多大的压力是：

F=pS=3.09×107 Pa×0.2m2 =6.18×106 N；

[5]由于“蛟龙号”载人潜水器的总体积约为84m3，所以，当潜水器悬浮于海水中时，它所受到的浮力是：

F浮=ρ海水 g V排=1.03×103 kg/m3 ×10N/kg×84m3 =8.652×105 N，

[6]由于悬浮时潜水器的浮力等于总重力，所以，

G=F浮 =8.652×105 N，

由G=mg知道，该潜水器的总质量是：

=8.652×104 kg。