题目内容

我们一直在追寻着“下五洋闯龙宫”的梦想.如图所示
“蛟龙号”载人潜水器2012年6月3日赴马里亚纳海沟区域执行7000m级海试任务.96名参试队员挑战了世界多人载人深潜的历史新纪录,将“下五洋闯龙宫”的梦想成为现实.
求:(海水的密度为1.03×10 3 kg/m3,g=10N/kg)
(1)运用你学过的知识说明,潜水器“下五洋”最大的困难是什么?
(2)“蛟龙号”下潜到7000m深的海底世界时,海水对“蛟龙号”外壳的压强是多少Pa?
若潜水器的一个摄像观察玻璃窗口的面积约为200cm2,则海水对该观察窗口的压力是多大?
(3)“蛟龙号”完成任务,从7000m深度上浮到海面,在这一过程中,它受到海水的压强如何变化?(并说明原因)
分析:(1)根据公式p=ρgh可知,液体的压强随深度的增加而增大;
(2)根据p=ρgh求出7000m深海水的压强,再由p=
F
S
求得海水对窗口的压力;
(3)蛟龙号在上浮的过程中,所处的深度逐渐减小,根据p=ρgh判断它受到海水压强的变化.
解答:解:(1)潜水器“下五洋”最大的困难是克服深海水产生的巨大压强;
(2)7000m深海水的压强:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m=7.21×107Pa,
由p=
F
S
得海水对窗口的压力:
F=pS=7.07×107Pa×200×10-4m2=1.414×106N;
(3)蛟龙号在上浮的过程中,所处的深度逐渐减小,海水的密度不变,
所以,根据p=ρgh可知,在上浮的过程中,它受到海水的压强变小.
答:(1)克服深海水产生的巨大压强;
(2)海水对“蛟龙号”外壳的压强是7.21×107Pa,海水对该观察窗口的压力是1.414×106N;
(3)“蛟龙号”从7000m上浮到海面的过程中,受到海水的压强变小,原因是:海水的密度不变,所处的深度变小,根据p=ρgh可知受到的压强变小.
点评:本题考查了液体压强公式和固体压强公式的应用,分析好潜水器上浮时的变化是关键.
练习册系列答案
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(2012?烟台)在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿的同时,我们一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想.2011年7月,我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号(如图所示,其主要技术参数如下表),在经过布放、下潜、上浮、回收等一系列操作后,顺利完成5000m级海试任务.2012年6月3日赴马里亚纳海沟向7000m级发起冲击,“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实.
规格:长8.2m  宽3.0m  高3.4m
空重:22t(不含乘员体重及压载铁重)
最大载荷:220kg(不包括乘员体重)
最大速度:25节(巡航1节)
目前最大下潜深度:7000m
乘员:3人(每名乘员的体重不超过80kg)(1)运用你学过的知识说明,潜水器“下五洋”最大的困难是什么?
(2)根据表中提供的信息,计算说明设计制造时,“蛟龙”号至少承受的压强是多大?
(3)“蛟龙”号采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,其两侧配备4块相同的压载块,当其到达设定深度时,可抛卸其中2块压载块,使其处于悬浮状态,从而实现各种实验作业.粗略计算小铁块的体积为多大时,才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态?(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,铁的密度是7.9×103kg/m3,计算结果保留1位小数)

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