Question

20．我国自主研发的“蛟龙号”潜水器将进行“载人深潜”实验．在某次任务中，潜水器10min下潜了420m，这段时间内潜水器下潜的平均速度为0.7m/s．若它的质量为22吨，当它匀速下潜时，它所受的浮力等于重力，当它到达最大下潜深度时，潜水器抛弃压载铁，潜水器的浮力大于重力时，潜水器开始上浮．（ρ_海水=1.0×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）知道潜水器下潜的时间和深度，根据v=$\frac{s}{t}$求出这段时间内潜水器下潜的平均速度；
（2）潜水器匀速下潜时处于平衡状态，受到的浮力和重力是一对平衡力，二力大小相等；
（3）当它到达最大下潜深度时，潜水器浸没时排开海水的体积不变，根据阿基米德原理可知受到浮力的变化，潜水器抛弃压载铁，自身的重力减小，据此比较浮力和重力的关系．

解答 解：（1）这段时间内潜水器下潜的平均速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{420m}{10×60s}$=0.7m/s；
（2）因潜水器匀速下潜时处于平衡状态，受到的浮力和重力是一对平衡力，
所以，受到的浮力和重力相等；
（3）当它到达最大下潜深度时，潜水器浸没时排开海水的体积不变，
由F_浮=ρgV_排可知，潜水器的浮力不变，
潜水器抛弃压载铁时，自身的重力减小，小于受到的浮力，合力向上，潜水器开始上浮．
故答案为：0.7m/s；等于；大于．

点评 本题考查了速度公式和阿基米德原理以及二力平衡条件的应用，要注意潜水器是靠改变自身的重力实现上浮下潜的．