题目内容

19．A．如图所示，2014年4月14日，救援机构启用“蓝鳍金枪鱼”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻失联的MH370航班，其相关标准参数为：体积1m3、质量750kg，探测窗口的面积为20cm2，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．求“金枪鱼”：
（1）下潜至最大潜水深度时，探测窗口承受的海水压力；
（2）搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上时，露出海面的体积．

分析 （1）运用液体压强公式p=ρgh，可求压强大小；再根据F=pS，可求压力．
（2）根据物体的受力情况分析，运用平衡力知识，可求浮力大小．再根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排，变形后可求排开水的体积，进而求露出的体积．

解答 解：（1）下潜至最大潜水深度时，探测窗口承受的海水压强：
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa；
探测窗口的面积：S=20cm2=0.002m2；
探测窗口承受的海水压力为：F=pS=4.5×107Pa×0.002m2=9×104N；
（2）“金枪鱼”静止漂浮在海面上时，受到平衡力作用；
所以F浮=G=mg=750kg×10N/kg=7500N；
由F浮=ρ液gV排得，排开水的体积：
V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{7500N}{1000kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.75m3；
“金枪鱼”露出的体积为：V露=V-V排=1m3-0.75m3=0.25m3；
答：（1）下潜直最大潜水深度时，探测窗口承受的海水压力为9×104N；
（2）搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上时，露出海面的体积为0.25m3；

点评 熟练运用液体压强的计算公式、准确分析物体受力和阿基米德原理；是解答此题的关键．

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