Question

【題目】我國(guó)自主設(shè)計(jì)研發(fā)的“蚊龍”號(hào)載人深潛器不斷刷新潛水深度紀(jì)錄，為我國(guó)探究深海海洋資源提供了大量寶貴資料．“蛟龍”號(hào)的一些主要參數(shù)如表所示，蚊龍”號(hào)可在潛水器外搭載幾塊壓載鐵塊作無(wú)動(dòng)力下潛．在一次下潛中，搭載3名乘員下潛到7200m深處作業(yè)，3名乘員總質(zhì)量為180kg，自帶裝備總質(zhì)量為220kg，海水密度取1.0×103kg/m3 ， 壓載鐵的密度為7.9×103kg/m3 ， g取10N/kg．求：

項(xiàng)目	參數(shù)
規(guī)格	長(zhǎng)8.2m，寬3.0m，高3.4m
空重	22t（不含乘員、裝備、壓載鐵塊）
最大負(fù)荷	220kg（不含乘員）
乘員	準(zhǔn)載3人，每人不超過80kg

（1）“蚊龍”號(hào)搭載3名乘員及裝備 （不含壓載鐵塊）時(shí)的總質(zhì)量；
（2）“蚊龍”號(hào)下潛到頂部距海面7200m 深處時(shí)頂部受到海水的壓強(qiáng)；
（3）“蛟龍”號(hào)潛水器無(wú)動(dòng)力下潛時(shí)，需在外部搭載4塊壓載鐵塊，每塊壓載鐵塊的質(zhì)量為3.16×104kg，無(wú)動(dòng) 力下潛時(shí)整個(gè)潛水器受到的浮力多大．

Answer 1

【答案】
（1）解：已知“蚊龍”號(hào)、3名乘員及裝備的質(zhì)量，則“蚊龍”號(hào)搭載3名乘員及裝備 （不含壓載鐵塊）時(shí)的總質(zhì)量為：

m總=m空重+m人+m裝備=22×103kg+180kg+220kg=2.24×104kg

（2）解：“蚊龍”號(hào)下潛到頂部距海面7200m 深處時(shí)頂部受到海水的壓強(qiáng)：

p﹦ρgh﹦1.0×103kg/m3×10N/kg×7200m﹦7.2×107Pa

（3）解：由ρ= 可得，一塊壓載鐵的體積：

V0= = =4m3；

4塊壓載鐵的體積：V鐵=4V0=4×4m3=16m3；

“蛟龍”號(hào)潛水器的體積：V=abc=8.2m×3.0m×3.4m=83.64m3；

無(wú)動(dòng)力下潛時(shí)整個(gè)潛水器的體積，即排開液體的體積：V排=V+V鐵=83.64m3+16m3=99.64m3，

由阿基米德原理可得整個(gè)潛水器受到的浮力：

F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×99.64m3=9.964×105N

【解析】（1）已知“蚊龍”號(hào)、3名乘員及裝備 的質(zhì)量（不含壓載鐵塊），可求總的質(zhì)量；（2）知道深度，利用p=ρgh求“蛟龍?zhí)枴睗撍�器潛�?000m時(shí)受到海水的壓強(qiáng)；（3）求出鐵塊的體積加上潛水器的體積，就是無(wú)動(dòng) 力下潛時(shí)整個(gè)潛水器的V排 ， 根據(jù)阿基米德原理可求浮力．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用重力的計(jì)算和阿基米德原理的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握重力的計(jì)算公式：G=mg；阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個(gè)規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排．