如图所示“蛟龙号”载人潜水器2012年6月3日赴马里亚纳海沟区域执行7.0×103m级海试任务.96名参试队员将挑战世界载人深潜的历史新纪录.求:(海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)如果“蛟龙号”下潜到7km的海底用时3.5h,“蛟龙号”下潜时的平均速度是多少km/h?
(2)“蛟龙号”下潜到7.0×103m深的海底世界时,海水对“蛟龙号”外壳的压强是多大?潜水器的一个摄像观察玻璃窗口的面积约为2.0×10-2m2,则海水对该观察玻璃窗口的压力是多大?
(3)若匀速下潜的“蛟龙号”潜水器总质量为3.0×104kg,当它从水面下潜到7.0×103m深处,“蛟龙号”潜水器所受重力做的功是多少?
网友回答
解:(1)下潜平均速度
υ===2km/h;
(2)7km深海水的压强:
P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7.0×103m=7.0×107Pa,
由P=得海水对窗口的压力:
F=PS=7.0×107Pa×2.0×10-2m2=1.4×106N;
(3)G=mg=3.0×104kg×10N/kg=3.0×105N,
潜水器重力做的功:
W=Gh=3.0×105N×7.0×103m=2.1×109J.
答:(1)“蛟龙号”下潜时的平均速度是2km/h;
(2)海水对该观察玻璃窗口的压力是1.4×106N;
(3)“蛟龙号”潜水器所受重力做的功是2.1×109J.
解析分析:(1)已知下潜到7km的海底用时3.5h,利用速度公式即可求解.
(2)根据P=ρgh求出7km深海水的压强,再由P=的公式变形求得海水对窗口的压力
(3)已知潜水器总质量,利用G=mg可求得其重力,再利用W=Gh可求得潜水器重力做的功.
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、功的计算,考查的点较多,是一道中档题,关键是公式变形的灵活应用.