“蛟龙号”载人潜水器实现5?000m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.当“蛟龙号”载人潜水器下潜到6000m深度时,总质量22t.(ρ海水=1.03×103?kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)此时受到的海水对它的压强是多少?
(2)“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口,此时承受的压力是多少?
(3)“蛟龙号”载人潜水器潜在水下6000m处受到的浮力是多少?^
(4)“蛟龙号”载人潜水器是怎样实现下潜和上浮的?
网友回答
解:(1)p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×g取10N/kg×6000m=6.18×107Pa;
(2)∵p=,
∴此时承受的压力F=pS=6.18×107Pa×50×10-4m2=3.09×105N
(3)潜水器重力:G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N
潜水器悬浮,浮力:F浮=G=2.2×105N
(4)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、上浮和悬浮.
答:
(1)潜水器受到的压强为6.18×107Pa;
(2)此时承受的压力为3.09×105N
(3)潜水器受到的浮力为2.2×105N;
(4)“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、上浮和悬浮.
解析分析:(1)根据液体压强公式p=ρgh求出海水对潜水器的压强;
(2)已知“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口,利用F=pS求得此时承受的压力;
(3)已知潜水器质量,可求的其重力,利用F浮=ρ液gV排就能得到浮力;
(4)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.