Question

我國(guó)自行設(shè)計(jì)的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器挑戰(zhàn)7000米深度．
（1）“蛟龍?zhí)枴本哂邢冗M(jìn)的水聲通信功能，聲音從7000m 深處的“蛟龍?zhí)枴卑l(fā)出，垂直傳到海面需要多長(zhǎng)時(shí)間？（聲音在海水中的傳播速度是1500m/s，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
（2）“蛟龍?zhí)枴痹?000m 深處受到海水的壓強(qiáng)是多少？（海水密度近似等于水的密度）
（3）在7000m深處，求面積為0.03m² 的觀察窗受到的壓力．

Answer 1

分析：（1）已知聲音在水中的傳播速度和傳播距離，利用公式t=

S

v

得到傳播時(shí)間；
（2）已知海水密度和深度，利用公式p=ρgh計(jì)算產(chǎn)生的壓強(qiáng)；
（3）已知海水產(chǎn)生的壓強(qiáng)和受力面積，利用公式F=pS計(jì)算受到的壓力．

解答：已知：h=7000m  v=1500m/s  ρ=1.0×10³kg/m³  g=9.8N/kg  S=0.03m²
求：（1）t=？（2）p=？（3）F=？
解：
（1）∵v=

S

t

，
∴聲音傳到海面需要的時(shí)間為t=

h

v

=

7000m

1500m/s

≈4.7s；
（2）潛水器受到海水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×7000m=6.86×10⁷Pa；
（3）∵p=

F

S

，
∴觀察窗受到海水的壓力：
F=pS=6.86×10⁷Pa×0.03m²=2.058×10⁶N．
答：
（1）聲音傳到海面需要的時(shí)間約為4.7s；
（2）潛水器受到海水的壓強(qiáng)為6.86×10⁷Pa；
（3）觀察窗受到海水的壓強(qiáng)為2.058×10⁶N．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了速度公式、液體壓強(qiáng)公式和壓力的計(jì)算，考查的知識(shí)點(diǎn)是力學(xué)重要的內(nèi)容之一．熟悉基本公式，根據(jù)需要進(jìn)行公式選擇或變形是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵．