Question

20．我们一直在追寻着“上九天揽皎月，下五洋闯龙宫”的梦想．如图所示“蛟龙号”载人潜水器2012年6月3日赴马里亚纳海沟区域执行7000m级海试任务．96名参试队员挑战了世界多人载人深潜的历史新纪录，将“下五洋闯龙宫”的梦想成为现实．
求：（海水的密度为1.03×10³kg/m³，g=10N/kg）
（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）“蛟龙号”下潜到7000m深的海底世界时，海水对“蛟龙号”外壳的压强是多少Pa？若潜水器的一个摄像观察玻璃窗口的面积约为300cm²，则海水对该观察窗口的压力是多大？
（3）“蛟龙号”完成任务，从7000m深度上浮到海面，在这一过程中，它受到海水的压强如何变化？（要说明原因）

Answer 1

分析 （1）根据公式p=ρgh可知，液体的压强随深度的增加而增大；
（2）根据p=ρgh求出7000m深海水的压强，再由p=$\frac{F}{S}$求得海水对窗口的压力；
（3）蛟龙号在上浮的过程中，所处的深度逐渐减小，根据p=ρgh判断它受到海水压强的变化．

解答 解：（1）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）7000m深海水的压强：
p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7.21×10⁷Pa，
由p=$\frac{F}{S}$得，海水对窗口的压力：
F=pS=7.21×10⁷Pa×300×10^-4m²=2.163×10⁶N；
（3）蛟龙号在上浮的过程中，所处的深度逐渐减小，海水的密度不变，所以，根据p=ρgh可知，在上浮的过程中，它受到海水的压强变小．
答：（1）克服深海水产生的巨大压强；
（2）海水对“蛟龙号”外壳的压强是7.21×10⁷Pa，海水对该观察窗口的压力是2.163×10⁶N；
（3）“蛟龙号”从7000m上浮到海面的过程中，受到海水的压强变小，原因是：海水的密度不变，所处的深度变小，根据p=ρgh可知受到的压强变小．

点评 本题考查了液体压强公式和固体压强公式的应用，分析好潜水器上浮时的变化是关键．