如图是我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器,2011年,北京时间7月26日3时57分正式开始下潜.26日6时12分首次下潜至5038.5米,顺利完成

发布时间:2020-08-09 11:56:59

如图是我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器,2011年,北京时间7月26日3时57分正式开始下潜.26日6时12分首次下潜至5038.5米,顺利完成本次5000米级海试主要任务.
(1)求“蛟龙号”完成这次海试任务的平均速度约为多少m/min?(保留整数)
(2)当“蛟龙号”到达5000米深的海底世界时,海水对“蛟龙号”外壳的压强约为多大?如果潜水器的一个观测孔的面积约为300cm2,则海水对该观测孔的压力约为多大?(海水密度近为1.0×103kg/m3,g=10N/kg,下同)
(3)若正在水下匀速下潜的“蛟龙号”潜水器的总质量为22吨,请你由此估算潜水器的体积约为多大?

网友回答

已知:下潜深度s=5038.5m,下潜时间t=6:12-3:57=2h15min=135min,海底世界深度h=5000m,海水密度近为ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,观测孔的面积约为S=300cm2=0.03m2,潜水器的总质量为m潜=22t=2.2×104kg
求:(1)“蛟龙号”下潜的平均速度v=?;(2)海水对“蛟龙号”外壳的压强p=?;海水对该观测孔的压力F=?;(3)潜水器的体积V=?
解:(1))“蛟龙号”下潜的平均速度:
v==≈37m/min;
(2)海水对“蛟龙号”外壳的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5000m=5×107Pa.
∵p=,
∴海水对观测孔的压力约为:
F=pS=5×107Pa×0.03m2=1.5×106N.
(3))“蛟龙号”匀速下潜时,所受浮力和重力是平衡力,有F浮=G潜,即:ρ水gV排=ρ水gV=m潜g,
解得潜水器的体积:V===22m3.
答:(1))“蛟龙号”下潜的平均速度37m/min;
(2)海水对“蛟龙号”外壳的压强5×107Pa;海水对该观测孔的压力1.5×106N;
(3)潜水器的体积22m3.
解析分析:(1)已知“蛟龙号”下潜的路程s,下潜时间t,由平均速度公式可求出平均速度.
(2)由液体压强公式p=ρgh求压强,由F=pS求海水对观察孔的压力.
(3)))“蛟龙号”匀速下潜时,所受浮力和重力是平衡力,有F浮=G潜,然后根据F浮=ρ水gV排,G潜=m潜g求潜水器的体积.

点评:本题以“蛟龙号”潜水器潜水为背景考查了求:平均速度、海水压强、海水对观察孔的压力、潜水器的体积,考查的点较多,是一道中档题.
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