5.人民網(wǎng)北京8月26日?qǐng)?bào)道,我國(guó)第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)、自主集成研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器3000米級(jí)海試日前在我國(guó)南海試驗(yàn)取得成功.標(biāo)志著我國(guó)繼美、法、俄、日之后成為第五個(gè)掌握3500米以上大深度載人深潛技術(shù)的國(guó)家.“蛟龍?zhí)枴睗撍鞯募夹g(shù)特點(diǎn).一是在世界上同類型的載人潛水器中具有最大下潛深度--7000米,這意味著該潛水器可在占世界海洋面積99.8%的廣闊海域使用;二是具有針對(duì)作業(yè)目標(biāo)穩(wěn)定的懸停定位能力,這為該潛水器完成高精度作業(yè)任務(wù)提供了可靠保障;三是具有先進(jìn)的水聲通信和海底微地形地貌探測(cè)能力,可以高速傳輸圖象和語(yǔ)音,探測(cè)海底的小目標(biāo).四是配備多種高性能作業(yè)工具,確保載人潛水器在特殊的海洋環(huán)境或海底地質(zhì)條件下完成保真取樣和潛鉆取芯等復(fù)雜任務(wù).(ρ海水=1.03×103千克/米3、g=10N/Kg、v海水中聲音=1450米/秒)
試求:(1)“蛟龍?zhí)枴钡捏w積為15米3、則它在3759米深的海水中受到的浮力多大?
(2)“蛟龍?zhí)枴碧幱趹腋顟B(tài)時(shí)的質(zhì)量大約是多少?
(3)“蛟龍?zhí)枴边_(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)如果聲音信號(hào)通過(guò)海水傳到海面所需的時(shí)間?
(4)你認(rèn)為“蛟龍?zhí)枴边可以用什么來(lái)傳輸聲音、圖象信號(hào)?試分析其優(yōu)缺點(diǎn)?

分析 (1)已知潛艇的體積,完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積等于自身的體積,根據(jù)公式F海水gV可求受到的浮力;
(2)已知“蛟龍?zhí)枴碧幱趹腋顟B(tài),根據(jù)懸浮條件即可求出重力,利用m=$\frac{G}{g}$求質(zhì)量;
(3)已知深度和聲音信號(hào)在海水中傳播速度,利用公式t=$\frac{s}{v}$可求所需的時(shí)間;
(4)知道利用電磁波可以傳輸聲音、圖象信號(hào),但海水能導(dǎo)電,電磁波在海水中傳播時(shí)衰減很快,電磁波在海水中的傳播距離較。

解答 解:(1)由于它在3759米深的海水中處于浸沒(méi)狀態(tài),則V=V=15m3;
所以所受浮力F海水gV=1.03×103×10N/kg×15m3=1.545×105N;
(2)根據(jù)懸浮條件可知:重力G=F=1.545×105N;
則質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1.545×{10}^{5}N}{10N/kg}$=1.545×104kg.
(3)設(shè)計(jì)深度h=7000m,
由v=$\frac{s}{t}$得聲音信號(hào)通過(guò)海水傳到海面所需的時(shí)間:
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{7000m}{1450m/s}$≈4.83s.
(4)電磁波既可以傳遞圖象信號(hào),也可以傳遞聲音信號(hào),所以“蛟龍?zhí)枴边可以用電磁波傳輸聲音、圖象信號(hào);但由于海水導(dǎo)電,電磁波在海水中傳播距離有限,所以“蛟龍?zhí)枴鄙詈撍髟诤K锱c海面上的母船傳遞聲音、圖象、文字等信息,是利用水聲通信系統(tǒng)發(fā)出的聲波,而不是電磁波.
答:(1)“蛟龍?zhí)枴钡捏w積為15米3、則它在3759米深的海水中受到的浮力為1.545×105N;
(2)“蛟龍?zhí)枴碧幱趹腋顟B(tài)時(shí)的質(zhì)量大約是1.545×104kg.
(3)“蛟龍?zhí)枴边_(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)聲音信號(hào)通過(guò)海水傳到海面所需的時(shí)間是4.83s.
(4)“蛟龍?zhí)枴边可以用電磁波來(lái)傳輸聲音、圖象信號(hào);
缺點(diǎn)是:海水導(dǎo)電,電磁波在海水中傳播距離有限;

點(diǎn)評(píng) 本題以“蛟龍?zhí)枴睗撍鳚撍疄楸尘翱疾榱饲螅浩骄俣、海水壓?qiáng)、潛水器的體積,浮力,考查的點(diǎn)較多,是一道中檔題電磁波在海水中的衰減很快,傳播距離有限,常用聲波在海水中傳遞信息

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