Question

我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器挑战7000米深度．
（1）“蛟龙号”具有先进的水声通信功能，声音从7000m 深处的“蛟龙号”发出，垂直传到海面需要多长时间？（声音在海水中的传播速度是1500m/s，计算结果保留一位小数）
（2）“蛟龙号”在7000m 深处受到海水的压强是多少？（海水密度近似等于水的密度）
（3）在7000m深处，求面积为0.03m² 的观察窗受到的压力．

Answer 1

分析：（1）已知声音在水中的传播速度和传播距离，利用公式t=

S

v

得到传播时间；
（2）已知海水密度和深度，利用公式p=ρgh计算产生的压强；
（3）已知海水产生的压强和受力面积，利用公式F=pS计算受到的压力．

解答：已知：h=7000m  v=1500m/s  ρ=1.0×10³kg/m³  g=9.8N/kg  S=0.03m²
求：（1）t=？（2）p=？（3）F=？
解：
（1）∵v=

S

t

，
∴声音传到海面需要的时间为t=

h

v

=

7000m

1500m/s

≈4.7s；
（2）潜水器受到海水的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×7000m=6.86×10⁷Pa；
（3）∵p=

F

S

，
∴观察窗受到海水的压力：
F=pS=6.86×10⁷Pa×0.03m²=2.058×10⁶N．
答：
（1）声音传到海面需要的时间约为4.7s；
（2）潜水器受到海水的压强为6.86×10⁷Pa；
（3）观察窗受到海水的压强为2.058×10⁶N．

点评：此题考查了速度公式、液体压强公式和压力的计算，考查的知识点是力学重要的内容之一．熟悉基本公式，根据需要进行公式选择或变形是解决此类问题的关键．