Question

10．2013年6月10日，“蛟龙号”再次起航，首次搭载科学家下潜，将在马里亚纳海沟进行的7000m级海试中，下潜至7062m深度并开展作业．下列是小枫同学对“蛟龙号”提出的几个问题，请你按要求回答（取ρ_海水=1.0×10³kg）：
（1）“蛟龙号”潜入水下经过一段时间调试后匀速下潜，在匀速下潜过程中，它的动能不变，受到的浮力不变．（填变大，变小或不变）
（2）当“蛟龙号”到达开展作业的深潜目标7062米深度时，它受到的海水压强是7.062×10⁷  Pa．
（3）“蛟龙号”潜水器悬浮在水中时，可以抛掉随船携带的压载铁，当抛掉压载铁后，“蛟龙号”潜水器将上浮（填“上浮”、“下沉”或“静止”）．
（4）设想在7000米深的“蛟龙号”潜水器中把一只脚伸到外面的水中，海水对脚背的压力大约是9.1×10⁵．

Answer 1

分析 （1）物体由于运动而具有的能叫做动能，动能大小与物体的质量和速度有关，根据其判断动能的变化；根据阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排判断浮力的大小变化；
（2）根据公式p=ρgh求出海水的压强；
（3）对“蛟龙号”受力分析，根据“蛟龙号”的受力情况分析“蛟龙号”的运动情况；
（4）由液体压强公式p=ρgh求压强，由F=pS求海水对脚背的压力，与1000个60kg的成年人的总重力相比较．

解答 解：（1）潜水艇匀速下潜，质量不变，速度不变，因此动能的大小也不变；潜水艇在水中下潜的过程，排开水的体积不变，根据浮力的计算公式F_浮=ρgV_排，因此受到的浮力也不变；
（2）7062m深度受到海水的压强为：p=ρ_海水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7062m=7.062×10⁷Pa；
（3）悬浮的潜水器所受重力的等于浮力，抛掉随船携带的压载铁，故潜水器所受浮力大于重力，潜水器所受合力方向竖直向上，故会上浮．
（4）蛟龙号”到达h=7000m深的海底时，海水密度ρ=1.0×10³kg/m³，海水对“蛟龙号”外壳（脚背）的压强约为：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000 m=7×10⁷Pa．
脚背面积S_面积=130cm²=0.013m²，
故海水对脚背压力约为F=pS_面积=7×10⁷Pa×0.013m²=9.1×10⁵N；
故答案为：（1）不变；不变；（2）7.062×10⁷；（3）上浮；（4）9.1×10⁵．

点评 本题主要考查液体压强、压力以及对人体的估计做出计算，是一道典型的计算题目．