Question

2011年7月21日凌晨3点，我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器进行5000米海试（如图），经过5个多小时的水下作业，“蛟龙号”的深潜获得圆满成功，标志着我国继美、法、俄、日之后，成为世界上第五个掌握5000米以上大深度载人深潜技术的国家．“蛟龙号”的体积约为84m³，空重不超过22t，最大荷载是240kg．
（1）“蛟龙号”下潜到5000米时受到海水的压强多大？（海水的密度为1.03×10³kg/m³）（g=10N/Kg）
（2）“蛟龙号”在5000米的海底受到的浮力多大？
（3）若“蛟龙号”以每分钟40m的速度匀速下潜，则到达5000m的海底约需要多少时间？

Answer 1

分析：（1）已知下潜的深度，根据公式p=ρ_海水gh可求“蛟龙号”下潜到5000米时受到海水的压强；
（2）已知潜艇的体积，完全浸没时排开水的体积等于自身的体积，根据公式F_浮=ρ_海水g V_排可求受到的浮力；
（3）已知距离和时间，根据公式V=

S

t

可求速度的大小，利用公式t=

S

V

可求下潜的时间．

解答：解：（1）p=ρ_海水g h=1.03×10³×10N/kg×5000m=5.15×10⁷Pa；
（2）∵浸没在海水中，∴V_排=V_物=84m³；
∴F_浮=ρ_海水g V_排=1.03×10³×10N/kg×84m³=8.65×10⁵N；    
（3）蛟龙号下潜的速度V=

S

t

=

40m

60s

=0.67m/s；                
∴到达海底的时间t′=

S′

V

=

5000m

0.67m/s

=7462.7s．
答：（1）“蛟龙号”下潜到5000米时受到海水的压强为5.15×10⁷Pa；
（2）“蛟龙号”在5000米的海底受到的浮力为8.65×10⁵N；  
（3）到达5000m的海底约需要7462.7s．

点评：本题以“蛟龙号”潜水器潜水为背景考查了求：平均速度、海水压强、潜水器的体积，浮力，考查的点较多，是一道中档题．