Question

15．如图是我国自主研发的“蛟龙号”载人潜水器，质量约22t，体积约83m³，最大下潜深度约7000m．
（1）当它漂浮在水中时受到的浮力是多少？
（2）下潜深度4000m时受到水的压强多少？
（3）潜水器是怎样实现下潜的？
（g取10N/kg，水的密度为1.0×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）潜水器漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，根据F_浮=G=mg求出受到浮力的大小；
（2）知道潜水器下潜的深度，根据p=ρgh求出受到水的压强；
（3）物体在液体中的浮沉取决于物重和浮力的大小关系：物重大于浮力时下沉，物重等于浮力时悬浮，物重小于浮力时上浮．

解答 解：（1）当潜水器漂浮时受到的浮力：
F_浮﹦G﹦mg﹦22×10³kg×10N/kg﹦2.2×10⁵N；
（2）下潜深度4000m时受到水的压强：
p﹦ρgh﹦1.0×10³kg/m³×10N/kg×4000m﹦4×10⁷Pa；
（3）潜水器浸没在水中时，排开水的体积一定，也就是所受浮力一定，要上浮或下潜，只能改变重力．所以，在潜水器内部有一个水舱，通过对它的水舱进行吸、排水来改变自身重，从而实现下潜、上浮和悬浮．
答：（1）当它漂浮在水中时受到的浮力是2.2×10⁵N；
（2）下潜深度4000m时受到水的压强是4×10⁷Pa；
（3）潜水器通过对它的水舱进行吸、排水来改变自身重量，从而实现下潜、上浮和悬浮．

点评 本题考查了物体浮沉条件和液体压强公式的应用，要注意潜艇浸没时受到的浮力不变．