Question

“5.7”大連空難飛機(jī)的黑匣子已經(jīng)找到，潛水員在出事地點(diǎn)從10 m深的海底將它勻速托出水面．它是體積約為50×20×10 cm³，質(zhì)量為20 kg、表面桔紅色的長方體．黑匣子防護(hù)要求很高，能經(jīng)受1000℃的高溫而不被燒壞，平放時(shí)能經(jīng)受2.5×10⁴N的擠壓而不變形，在海水（設(shè)海水=1.0×10³kg/m³）中浸泡36 h而不滲水，請(qǐng)根據(jù)上述條件，自己設(shè)計(jì)提出三個(gè)問題，并解答你所提出的問題．（g=10 N/kg）

Answer 1

問題一：黑匣子的平均密度是多少？
解：黑匣子的質(zhì)量m=20kg；
黑匣子的體積v=50×20×10cm³=0.01m³；
黑匣子的密度==2.0×10³kg/m³．

問題二：黑匣子在海底受到海水的壓強(qiáng)是多大？
解：海水的密度ρ=1.0×10³kg/m³；
海水的深度h=10m；
所以，黑匣子在海底受到海水的壓強(qiáng)p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10m=1.0×10⁵Pa．

問題三：黑匣子在海底受的浮力有多大？
解：海水密度ρ=1.0×10³kg/m³；
黑匣子排開海水的體積v=0.01m³；
黑匣子在海水中受的浮力F=ρgv=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.01m³=100N．
分析：此題是一道開放題，要根據(jù)已知的條件，自行設(shè)定問題進(jìn)而求解，那么就要看給出了哪些條件，能夠求出哪些條件，從而選擇自己有把握的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行解答．
首先，題目已知的條件有：
①潛水員所處的水深h；②黑盒的體積V，質(zhì)量m；③黑盒能承受的最大壓強(qiáng)Pmax；④海水的密度ρ等．
那么這些數(shù)據(jù)涉及到的公式有：
重力公式：G=mg；密度公式：ρ=；液體壓強(qiáng)公式：P=ρgh；壓強(qiáng)定義式：P=；浮力公式：F=ρgV等．
那么，可求出的物理量有：
①已知黑盒的質(zhì)量，利用重力公式求出其重力的大小；
②已知黑盒的質(zhì)量和體積，運(yùn)用密度公式求其密度；
③已知海水的密度和潛水員所處的水深，根據(jù)液體壓強(qiáng)公式P=ρgh求出其所受的水壓；
④黑盒完全浸沒在水中，此時(shí)黑盒的體積即為其排開水的體積，由阿基米得原理可求得它受到的浮力大小；等．
點(diǎn)評(píng)：該題考查所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力，綜合性很強(qiáng)，可以提出的問題有很多，只要提出3個(gè)最簡單的就行．