Question

【题目】2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼﹣21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻．外形与潜艇相似，相关标准参数为：体积1m3 ， 最大潜水深度4500m，（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg/m3 ， g取10N/kg）求：
（1）航行器的所耐受的最大海水压强．
（2）在水下受到的浮力
（3）任务完成后，用起重机把重为7500N的“金枪鱼”吊到母船起重机滑轮原理如图，“金枪鱼”离开水面后，起重机的机械效率为75%，起重机的拉力F是多少．

Answer 1

【答案】
（1）解：航行器的所耐受的最大海水压强：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa

（2）解：在水下受到的浮力：

F浮=ρgV排=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N

（3）解：由图可知，n=4，

因为η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%，

所以75%= ，

解得，F=2500N

【解析】（1）知道水下航行器最大潜水深度，根据p=ρgh求出航行器的所耐受的最大海水压强；（2）水下航行器在水下排开水的体积等于其自身体积，利用F浮=ρgV排计算浮力大小；（3）根据η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%计算起重机的拉力F．
【考点精析】解答此题的关键在于理解液体的压强的计算的相关知识，掌握液体内部压强的公式：p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意：h 指液体的深度，即某点到液面的距离，以及对阿基米德原理的理解，了解阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排．