我国自行设计的“蛟龙号载人潜水器完成下潜深度7000m的深海潜试.标志着我国成为第五个掌握大深度载人深潜技术的国家．蛟龙号带有适当数量的压载铁.通过改变压载铁的数量.来控制其下沉或上浮．蛟龙号工作时.开始因压载铁的数量较多.浮力小于重力而下沉．到达工作区后.抛掉部分压载铁.使其浮力接近于重力.减小螺旋桨的工作压力．工作结束后.抛掉所� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器（如图甲）完成下潜深度7000m的深海潜试，标志着我国成为第五个掌握大深度载人深潜技术的国家．蛟龙号带有适当数量的压载铁，通过改变压载铁的数量，来控制其下沉或上浮．蛟龙号工作时，开始因压载铁的数量较多，浮力小于重力而下沉．到达工作区后，抛掉部分压载铁，使其浮力接近于重力，减小螺旋桨的工作压力．工作结束后，抛掉所有的压载铁，蛟龙号这时浮力大于重力而上升．“蛟龙号”的电源是由多节充油银锌蓄电池串联而成．这种电源的“比能量”约为14kW．h/kg，“比能量”是指电池单位质量所输出的电能．这种蓄电池的放电电压随时间的变化规律如图，可以用60A的电流连续放电13h．

（1）加速下沉的“蛟龙号”，若在经过某一密度均匀的海水区域时，迅速抛掉部分压载铁，使其所受浮力等于重力，不计水的阻力，则其将C
A．继续加速下沉 B．减速下沉 C．匀速下沉 D．立即静止
（2）在深海工作区内，“蛟龙号”以2km/h的速度水平巡航到1000m外的另一个工作区需要0.5h．
（3）“蛟龙号”的体积约为20m³，深海工作区海水的密度为1.06×10³kg/m³．则“蛟龙号”在工作区所受的浮力为多少N？
（4）“蛟龙号”工作时，需要的总能量约为112kW•h．为了对“蛟龙号”正常供电，串联的蓄电池不得少于90节．

分析（1）不计水的阻力，所受浮力等于重力，受的是平衡力，物体将做匀速运动；
（2）根据v=$\frac{s}{t}$求出时间；
（3）根据F_浮=ρ_水gV_排求出浮力；
（4）根据蓄电池的比能量求出蓄电池的质量；根据W=UIt一节蓄电池的电能，再求出蓄电池的节数．

解答解：（1）抛掉部分压载铁，使其所受浮力等于重力，不计水的阻力，受的是平衡力，它将保持原状态做匀速下沉运动；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得航行的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1km}{2km/h}$=0.5h；
（3）“蛟龙号”在工作区所受的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.06×10³kg/m³×10N/kg×20m³=2.12×10⁵N；
（4）一节蓄电池的能量：W₁=UIt=1.6V×60A×13×3600s=4.5×10⁶J，
蓄电池的节数n=$\frac{W}{{W}_{1}}$=$\frac{112×3.6×1{0}^{6}J}{4.5×1{0}^{6}J}$≈90（节）．
故答案为：（1）C；（2）0.5；（3）“蛟龙号”在工作区所受的浮力为2.12×10⁵N；（4）90．