Question

20．我国自行研制的“蛟龙”号深海载人潜水器下潜到7200m深度，达到世界先进水平．求：
（1）潜水器从海面处下潜到5000m深处用时2.5h，则下潜过程中平均速度为2km/h．
（2）潜水器在水下航行时，需要螺旋桨向后推水，说明物体间力的作用是相互的．
（3）海面处1m³海水的质量是1020kg，而在5000m深处，由于海水被压缩，1m³海水的质量达到1050kg．由此说明液体分子间有空隙，潜水器下潜深度增加，受到的浮力增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．己知潜水器的总体积为8m³，则在从海平面到5000m深处，潜水器受到的浮力增加了2400N（取g=10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）知道潜水器的路程和时间，根据速度公式求出平均速度．
（2）一个物体给另一个物体施加力，同时又得到另一个物体的反作用力，说明物体间力的作用是相互的．
（3）分子间存在空隙；根据阿基米德原理判断潜水器受到的浮力大小；知道5000m深度水的质量和体积，求出此处水的密度，根据阿基米德原理求出浮力大小．

解答 解：（1）v=$\frac{s}{t}$=$\frac{5km}{2.5h}$=2km/h．
（2）潜水器在水下航行时，需要螺旋桨向后推水，水给潜水器一个向前的力，说明物体间力的作用是相互的．
（3）海面处1m³海水的质量是1022kg，而在5000m深处，由于海水被压缩，1m³海水的质量是1050kg，说明1m³海水容纳的水分子的个数增加，说明分子间有空隙．
海面处1m³海水的质量是1022kg，海面处海水的密度是1.022×10³kg/m³，
在5000m深处，由于海水被压缩，1m³海水的质量是1050kg，在5000m深处海水的密度是1.050×10³kg/m³，
根据阿基米德原理得，物体排开水的体积一定时，液体的密度越大，浮力越大．
潜水器在海平面深度受到的浮力：F_浮1=ρ_海水1gV=1.020×10³kg/m³×10N/kg×8m³=8.16×10⁴N，
潜水器在5000m深度受到的浮力：F_浮2=ρ_海水2gV=1.050×10³kg/m³×10N/kg×8m³=8.4×10⁴N，
所以增大的浮力△F_浮1=F_浮2-F_浮1=8.4×10⁴N-8.16×10⁴N=2400N．
故答案为：（1）2；（2）物体间力的作用是相互的；（3）空隙；增大；2400．

点评 本题考查压强、浮力的计算，关键是知道海水的密度是变化的，应用阿基米德原理时注意根据海水的实际密度进行计算，这是学生最容易忽略的．