Question

5．海水躍層也稱“躍變層“．它是海水中某水文要素在豎直方向上出現(xiàn)突變或不連續(xù)劇變的水層，表明上下層海水性質(zhì)不同，躍層的厚薄和距海面的深淺，隨海區(qū)的地理和氣候條件變化．如果海水躍層是上層密度大、下層密度小的狀態(tài)，形成負(fù)密度梯度躍變層，被稱為”海中斷崖“．潛艇在水下航行中，如突遭海中斷崖，急劇掉向海底，稱為”掉深“，大多數(shù)常規(guī)潛艇的有效潛深為300m，潛艇不受控制的掉到安全潛深以下時(shí)，會(huì)被巨大的海水壓力破壞，造成失事．
      372潛艇一次遠(yuǎn)航戰(zhàn)備巡邏，當(dāng)時(shí)海區(qū)情況比較復(fù)雜，以前也碰見“掉深“的情況，但這次潛艇掉的又快又深，潛艇的主機(jī)艙管路發(fā)生破損，艇長王紅理瞬間條件反射式發(fā)出命令：”損管警報(bào)！向所有水柜供氣！“．不到10秒鐘，應(yīng)急供氣閥門打開，所有水柜開始供氣；1分鐘內(nèi)，上百個(gè)閥門關(guān)閉，數(shù)十種電氣設(shè)備關(guān)閉；2分鐘后，全艇各艙室封艙完畢．但”掉深“依然繼續(xù)．3分鐘后，掉深終于停止，深度計(jì)開始緩慢回升．372潛艇闖過鬼門關(guān)，靠的是及時(shí)準(zhǔn)備的命令，也靠著全艇幾十名官兵超水平的配合．資料顯示，372潛艇的水下排水量3076t，水下速度20節(jié)，通氣管狀態(tài)下續(xù)航力7000海里/7節(jié)，裝備”俱樂部-s“反艦導(dǎo)彈．
（1）372潛艇在海水中出現(xiàn)“掉深“的情況，是因?yàn)楹Ｋ�下層的密度變小，在”掉深“過程中潛艇受到海水的壓強(qiáng)變大（選填：“變大”、：變小“或”不變“）．
（2）在300m深度，372潛艇所受的浮力約為3.076×10⁷N（g取10N/kg）．“向所有的水柜供氣“的目的是減小潛艇的重力．

Answer 1

分析 （1）潛水艇是靠改變自身的重力實(shí)現(xiàn)浮沉的，海水中不同深度下海水的密度不同，這給潛水艇的下潛會(huì)帶來極大的危險(xiǎn)；液體的壓強(qiáng)隨深度的增大而增大．
（2）根據(jù)372潛艇的水下排水量3076t，利用F_浮=G_排可求得372潛艇所受的浮力；當(dāng)主水柜排空海水，潛艇獲得預(yù)備浮力，此時(shí)潛艇上浮到海面上．
當(dāng)主水柜注入海水，潛艇失去預(yù)備浮力，此時(shí)潛艇下潛到水下．

解答 解：
（1）海水中不同深度下海水的密度是變化的，潛艇突遇“斷崖”險(xiǎn)情”，是因?yàn)橛龅胶Ｋ�的密度突然變小，浮力�?huì)突然變小，潛水艇突然遭遇海水密度突變?cè)斐傻摹皵嘌隆保�浮力的減小導(dǎo)致潛艇急速掉向數(shù)千米深的海底；
“掉深”到潛艇的極限深度便會(huì)艇毀人亡，是因?yàn)闈撏�受到海水的壓�?qiáng)隨著深度的增加而增大．
（2）由題可知，372潛艇的水下排水量3076t，
則372潛艇所受的浮力約為：F_浮=G_排=m_排g=3076×10³kg×10N/kg=3.076×10⁷N，
“向所有的水柜供氣”的目的是排出水艙中水，減小潛艇的重力，使?jié)撏Э焖偕细。?br />故答案為：（1）變�。蛔兇螅唬�2）3.076×10⁷N；減小潛艇的重力．

點(diǎn)評(píng) 此題涉及到液體壓強(qiáng)的計(jì)算，阿基米德原理的應(yīng)用，物體浮沉條件的應(yīng)用等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性較強(qiáng)的題目．關(guān)鍵能夠仔細(xì)閱讀材料，理解相關(guān)知識(shí)．