Question

20．2012年6月27日，我国载人深潜器“蛟龙号”在7000m级海试中的第五次试潜试验中最大下潜深度达到7062.68m，创造了中国载人深潜新的历史．如图所示，“蛟龙号”的总体积为50m³，通过水仓进水增加自重实现下沉，完成任务后通过抛弃压载铁减小自重实现上浮．求：
（1）当“蛟龙号”平稳停在7000m深的海中时所受的浮力及此时“蛟龙号”的总重力．
（2）当“蛟龙号”平稳停在7000m深的海中时所受的海水压强．（ρ_海水=1.03×10³kg/m³，g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出受到的浮力，再根据物体悬浮时受到的浮力和自身的重力相等求出此时的总重力；
（2）知道蛟龙号所处的深度，根据p=ρgh求出所受海水的压强．

解答 解：（1）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，当“蛟龙号”平稳停在7000m深的海中时所受的浮力：
F_浮=ρgV_排=ρ_液gV=1.03×10³kg/m³×10N/kg×50m³=5.15×10⁵N，
因物体悬浮时受到的浮力和自身的重力相等，
所以，此时“蛟龙号”的总重力：
G_物=F_浮=5.15×10⁵N；
（2）当“蛟龙号”平稳停在7000m深的海中时所受的海水压强：
p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7.21×10⁷Pa．
答：（1）“蛟龙号”在7000m深的海中所受浮力及此时的总重力均为5.15×10⁵N；
（2）“蛟龙号”在7000m深的海中时所受的海水压强为7.21×10⁷Pa．

点评 本题考查了阿基米德原理和物体浮沉条件以及液体压强公式的应用，关键是知道物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等．