Question

4．如圖1所示為我國首臺自主設(shè)計的“蛟龍?zhí)枴鄙詈］d人潛水器，總質(zhì)量為22噸，2012年6月在馬里亞納海溝成功完成7000m深海探測．求：（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）．

（1）“蛟龍?zhí)枴痹谙聺撨^程中它受到海水的壓強將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（2）“蛟龍?zhí)枴蓖瓿扇蝿?wù)后，漂浮在海面上，由起重裝置將其勻速豎直吊離水面，起重裝置起吊拉力的功率隨時間變化的圖象如圖2所示，圖中p₂=2p₁，求t₁時刻“蛟龍?zhí)枴钡呐潘�體積（不考慮水的阻力）．

Answer 1

分析 （1）液體內(nèi)部壓強的特點是：液體內(nèi)部壓強隨著深度的增加而增大；
（2）設(shè)在t₁、t₂時刻起重裝置對探測器的拉力分別為F₁、F₂，探測器的速度為v，在t₁、t₂時刻，對探測器進(jìn)行受力分析，得出F₁和F₂的大小，而p₂=2p₁，據(jù)此求出t₁時刻受到的浮力，再根據(jù)阿基米德原理求t₁時刻“蛟龍?zhí)枴钡呐潘�體積．

解答 解：（1）液體內(nèi)部壓強的特點是：液體內(nèi)部壓強隨著深度的增加而增大，故）“蛟龍?zhí)枴痹谙聺撨^程中它受到海水的壓強將變大；
（2）設(shè)在t₁、t₂時刻起重裝置對探測器的拉力分別為F₁、F₂，探測器的速度為v，
t₁時刻，探測器：F₁+F_浮=mg，可得F₁=mg-F_浮，
t₂時刻，探測器：F₂=mg，
由題知，p₂=2p₁，
即：F₂v=2F₁v，
因為F₂=2F₁，
所以mg=2（mg-F_浮）
F_浮=$\frac{1}{2}$mg=$\frac{1}{2}$×22×10³kg×10N/kg=1.1×10⁵N，
因為F_浮=ρ_水V_排g，
所以V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.1×1{0}^{5}N}{1000kg/{m}^{3}×10N/kg}$=11m³．
答：（1））“蛟龍?zhí)枴痹谙聺撨^程中它受到海水的壓強將變大；
（2）t₁時刻“蛟龍?zhí)枴钡呐潘�體積為11m³．

點評 本題考查了學(xué)生對阿基米德原理、液體壓強公式和物體的漂浮條件的掌握和運用，難點在第二問，對兩個時刻的探測器進(jìn)行受力分析得出兩個時刻的拉力大小是本題的關(guān)鍵．