Question

如圖所示的是我國(guó)自主研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器．它于北京時(shí)間2011年8月1日凌晨3點(diǎn)28分開始第五次下潛，此次下潛最大深度5180m，完成了沉積物取樣、微生物取樣、熱液取樣器ICL功能測(cè)試、標(biāo)志物布放等作業(yè)內(nèi)容，進(jìn)一步驗(yàn)證了潛水器在大深度條件下的作業(yè)性能及穩(wěn)定性．（海水密度近似取ρ=1.0×10³kg/m³，g=10N/Kg）
（1）已知“蛟龍?zhí)枴跋聺摰?180m的海底用時(shí)約150min，求“蛟龍?zhí)栆幌聺摃r(shí)的平均速度約為多少m/min？（結(jié)果保留整數(shù)）
（2）當(dāng)“蛟龍?zhí)枴钡竭_(dá)5180m深的海底世界時(shí)，海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭?qiáng)約為多大？如果潛水器的一個(gè)觀測(cè)孔的面積約為300cm²，則海水對(duì)該觀測(cè)孔的壓力約為多大？
（3）若正在水下勻速下潛的“蛟龍?zhí)枴睗撍�器的總質(zhì)量為22t，請(qǐng)你由此計(jì)算潛水器的體積約為多大？．（不計(jì)海水阻力）

Answer 1

解：（1）“蛟龍?zhí)枴毕聺摰穆烦蘳=5180m，所用時(shí)間t=150min，
所以下潛時(shí)的平均速度約為v==≈35 m/min．
答：下潛時(shí)的平均速度約是35m/min．
（2）“蛟龍?zhí)枴毕聺摰纳疃萮=5180m，海水的密度ρ=1.0×10³kg/m³，
所以海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭?qiáng)約為P=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5180m=5.18×10⁷Pa．
觀察孔的面積S=300cm²=0.03m²，
故海水對(duì)觀測(cè)孔的壓力約為F=PS=5.18×10⁷Pa×0.03m²=1.554×10⁶N．
答：海水對(duì)“蛟龍?zhí)枴蓖鈿さ膲簭?qiáng)約為5.18×10⁷Pa，對(duì)該觀測(cè)孔的壓力約為1.554×10⁶N．
（3）“蛟龍?zhí)枴眲蛩傧聺摃r(shí)，所受浮力和重力是平衡力，則有F_浮=G_潛，即：ρ gV=m_潛g，
解得潛水器的體積V===22m³．
答：（3）潛水器的體積約為22m³．
分析：（1）已知“蛟龍?zhí)枴毕聺摰穆烦蘳，下潛時(shí)間t，由平均速度公式可求出平均速度．
（2）由液體壓強(qiáng)公式P=ρgh求壓強(qiáng)，由F=PS求海水對(duì)觀察孔的壓力．
（3）對(duì)“蛟龍?zhí)枴笔芰Ψ治觯�由平衡條件求潛水器的體積．
（4）對(duì)“蛟龍?zhí)枴笔芰Ψ治�，根�?jù)“蛟龍?zhí)枴钡氖芰η闆r分析“蛟龍?zhí)枴钡倪\(yùn)動(dòng)情況．
點(diǎn)評(píng)：本題以“蛟龍?zhí)枴睗撍�器潛水為背景考查了求：平均速度、海水壓�?qiáng)、海水對(duì)觀察孔的壓力、潛水器的體積，考查的知識(shí)點(diǎn)較多，是一道中檔題．