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2011年7月28日上午12点15分,“蛟龙号”载人潜水器在东太平洋完成第三次下潜科学考察与试验任务,最大下潜深度达到5 188m,载人潜水器在水下多次进行

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解决时间 2021-12-29 04:06
2011年7月28日上午12点15分,“蛟龙号”载人潜水器在东太平洋完成第三次下潜科学考察与试验任务,最大下潜深度达到5 188m,载人潜水器在水下多次进行坐底,并且开展了海底地形地貌测量和取样作业,获得了近底精细地形资料.“蛟龙号”载人潜水器实现5000m级水深的突破,表明了中国有能力到达占全球面积70%的海洋深处进行探索.如图所示,它的长、宽、高分别是8.2m、3.0m与3.4m 空重不超过22t,最大荷载是240kg.(g取10N/kg)求:
(1)“蛟龙号”载人潜水器最大下潜深度达到5188m时受到的海水对它的压强是多少?(ρ海水=1.03×103kg/m3)
(2)“蛟龙号”载人潜水器完全潜入水下时受到的浮力是多少?
(3)“蛟龙号”载人潜水器是怎样实现下潜和上浮的?
最佳答案
解:
(1)潜水器受到海水的压强为
P=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10N/kg×5188m=5.34×107 Pa
(2)潜水器下潜时受到海水的浮力为
F浮=ρ海水gV排=1.03×103 kg/m3×10N/kg×8.2×3.0×3.4 m3=8.61×105N
(3)潜水器浸没在水中时,排开水的体积一定,也就是所受浮力一定,要上浮或下潜,只能改变重力.所以,在潜水器内部有一个水舱,通过对它的水舱进行吸、排水来改变自身重,从而实现下潜、上浮和悬停.
答:
(1)潜水器受到的压强为5.34×107Pa;
(2)潜水器受到的浮力为8.61×105N;
(3)“蛟龙号”通过对它的水舱进行吸、排水来改变自身重量,从而实现下潜、上浮和悬停.解析分析:(1)已知海水的密度和潜水器下潜到的深度,利用P=ρgh计算受到的压强;
(2)已知潜水器的长、宽、高,可以得到其体积,也就是排开海水的体积,利用F浮=ρ液gV排就能得到浮力;
(3)物体在液体中的浮沉,决定于物重和浮力的大小关系:物重大于浮力,下沉;物重等于浮力,悬浮;物重小于浮力,上浮.
点评:本题综合考查学生对液体压强计算及浮力计算的力学综合问题.只要熟练掌握液体压强计算公式P=ρ液gh和浮力计算的基本公式F浮=ρ液gV排就能够解决.
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