Question

3．我国自主研发的“蛟龙”号载人深潜器具备了在全球99.8%的海洋深处开展科学研究、资源勘探的能力，它具有国外深潜器所不具备的自动定向、定高、定深三大功能．“蛟龙”号的下潜是通过加载压载铁和注水实现，而它的悬停或上浮则要通过适时抛掉一定数量的压载铁来实现．潜水艇下潜的深度一般是几百米，而“蛟龙”号最大工作设计深度为7000m．
（1）当“蛟龙”号下潜到6000m深处悬停勘察时，若此深度海水的密度为1.05×10³kg/m³，则它的外壳受到海水压强约为多少？
（2）在6000m深处，若“蛟龙”号与压载铁的总质量为22t，则它的体积约为多大？
（3）为什么“蛟龙”号不像一般潜水艇那样采用排水的方法实现上浮？请写出其原因．

Answer 1

分析 （1）知道“蛟龙”号所处的深度，利用液体压强公式p=ρgh求外壳受到海水压强；
（2）在6000m深处，“蛟龙”号处于悬浮状态，受到的浮力等于“蛟龙”号与压载铁的总重力，再利用F_浮=ρgV_排求“蛟龙”排开水的体积，即“蛟龙”号的体积；
（3）几千米的海底水的压强太大，舱内的海水需要很大的压强才能排出舱外，据此分析回答．

解答 解：
（1）外壳受到海水压强：
p=ρgh=1.05×10³kg/m³×10N/kg×6000m=6.3×10⁷Pa；
（2）在6000m深处，“蛟龙”号处于悬浮状态，受到的浮力：
F_浮=G=mg=22000kg×10N/kg=2.2×10⁵N，
由F_浮=ρgV_排得“蛟龙”的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.2×1{0}^{5}N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=22m³；
（3）几千米的海底水的压强太大，舱内的海水需要很大的压强才能排出舱外，所以不能像潜艇那样采用排水的方法实现上浮．
答：（1）“蛟龙”号的外壳受到海水压强约为6.3×10⁷Pa；
（2）“蛟龙”号与压载铁的体积约为22m³；
（3）几千米的海底水的压强太大，舱内的海水需要很大的压强才能排出舱外，所以不能像潜艇那样采用排水的方法实现上浮．

点评 本题考查了液体压强公式、物体浮沉条件的应用，要求灵活应用相关公式，属于基础题目．