Question

14．在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿的同时，我们也一直在追寻着下海“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（其主要技术参数如图所示），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．

（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“蛟龙”号下潜至7000m深度时，至少承受的压强是多大？
（3）如果蛟龙号潜水器的一个观测窗的面积为0.03m²，则下潜至最深处时，海水对观测窗的压力约为多大？

Answer 1

分析 （1）根据公式p=ρ_液gh可知，液体的压强随深度的增加而增大．
（2）根据液体压强计算公式p=ρ_液gh计算出潜水器在海水中下潜时受到的压强．
（3）已知观测窗的面积，根据p=$\frac{F}{S}$的变形公式求出受到海水的压力．

解答 解：（1）因为潜水器要到深海处，而深海处的海水压强非常巨大，所以潜水器的外壳必须能够承受所处位置处的海水所产生的压力．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）“蛟龙”号潜至7000m深处受到海水的压强：
p=ρ_液gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa；
受到海水的压强p=ρ_海水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa，
（3）由p=$\frac{F}{S}$得受到海水的压力：
F=pS=7×10⁷pa×0.03m²=2.1×10⁶N．
答：（1）克服深海水产生的巨大压强；
（2）受到海水的压强为7×10⁷Pa；
（3）受到海水的压力是2.1×10⁶N．

点评 本题通过“蛟龙号”潜水器考查液体压强的知识，难度不大，把握住液体压强的计算公式是解题的关键．