Question

19．我国自行研制的“蛟龙号”载人潜水器．它可达到的下潜深度为7km，在水面下潜水器下潜或上浮是通过改变自身重力的方法来实现的．潜水器自完全没入海水水面时开始下潜的过程中，所受海水的压强将逐渐变大，所受海水的浮力不变（填“变大”、“变小”或“不变”）．如果潜水器的一个观测窗面积为0.03m²，则潜水器在7Km深处时，海水对观测窗的压力为2.1×10⁶N（海水密度近似取ρ=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）要知道物体的沉浮条件：当浮力大于物体重力--物体上浮； 当浮力等于物体重力--物体悬浮可停在液体内部任意一位置；当浮力小于物体重力--物体下沉；所以潜水艇就是利用物体的沉浮条件，改变自身的重力下沉或上浮．
（2）潜水艇在下潜的过程中，所处深度变大，由液体压强公式分析所受压强变化情况．
（3）根据F_浮=ρgV_排分析浮力变化情况．
（4）已知海水密度和下潜深度，由液体密度公式可以求出其压强．
已知压强与受力面积，由压强公式的变形公式可以求出其受到的压力．

解答 解：（1）潜水器的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的；
（2）潜水艇在下潜的过程中：
p=ρgh，所处深度h变大，
潜水器受到水的压强变大．
（3）根据F_浮=ρgV_排可知，潜水器在潜水过程中，ρ和V_排不变，则浮力不变．
（4）潜水器在7km深处时，所受压强p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa；
由p=$\frac{F}{S}$得，对观测窗的压力：
F=pS=7×10⁷Pa×0.03m²=2.1×10⁶N．
故答案为：改变自身重力；变大；不变；2.1×10⁶N．

点评 此题考查潜水器的工作原理，以及液体的压强、阿基米德原理等知识点，分析物体受液体的压强的变化时，找出深度变化情况是关键．