Question

【题目】我国自主研发的“蛟龙号”载人潜水器（如图甲）多次下潜到7000m海底，深海潜水器是用增加和抛弃压载铁的办法来改变所受重力来实现浮沉．

（1）若“蛟龙号”到达7000m深的海底世界，海水对“蛟龙号”外壳的压强约为7×107Pa，则潜水器的一个面积为300 cm2观测孔受到海水的压力约为多大？
（2）正在水中匀速直线下潜的“蛟龙号”潜水器的总质量为22t，在水中抛弃4000N的重物后潜水器以同样的速度匀速直线上浮，潜水艇的外壳及体积不发生改变，所受海水的阻力不变，请你估算潜水器的体积约为多大？（海水的密度近似取1.0×103kg/m3 ， g=10N/kg）．
（3）如图乙为某专业区内海水的密度σ（单位体积内含盐量）随海水垂直深度h变化的图线，海水密度的垂直分布主要是由盐度决定，其他因素的影响可忽略。装载着潜水器的轮船在作业区域，将潜水器用钢缆吊起浸没水中悬停在水中时，松开钢缆，潜水器刚好匀速下沉，则下沉过程中，潜水器速度最大位置为（选填“A”“B”“C”“D”），此位置潜水器受到的力是（选填“平衡力”“非平衡力”）．

Answer 1

【答案】
（1）解：由 可得，观测孔受到海水的压力F=PS=7×107Pa×300×10-4m2=2.1×106Pa；

答：观测孔受到海水的压力约为2.1×106Pa；

（2）解：“蛟龙号”匀速下潜时，所受浮力、阻力和重力是平衡力，阻力和浮力的方向向上，F浮+f=G潜；“蛟龙号”匀速上浮时 浮力、阻力、重力是平衡力，阻力和重力的方向向下，F浮=G潜-G抛+f ，即：F浮=，ρ gV=，则潜水器的体积 ；

答：潜水器的体积约为21.8 m 3 ；

（3）C,平衡力
【解析】（3）由图可知，潜水器用钢缆吊起浸没水中悬停在水中时，松开钢缆，潜水器刚好匀速下沉，此时受到水的阻力而速度减小，C点时的海水的密度与A点相同，即又做匀速运动，此时速度最大，此位置潜水器作匀速直线运动，受到平衡力的作用。

所以答案是：C、平衡力。

【考点精析】认真审题，首先需要了解压强(压强：作用在物体单位面积上的压力叫做压强．压强用符号p表示．压强是为了比较压力的作用效果而规定的一个物理量)，还要掌握阿基米德原理(阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排)的相关知识才是答题的关键．