Question

“蛟龍號”載人深潛器是我國首臺自主設計、自主集成研制的作業型深海載人潛水器，設計最大下潛深度為7000米級，也是目前世界上下潛能力最深的作業型載人潛水器．“蛟龍號”可在占世界海洋面積99.8%的廣闊海域中使用，對于我國開發利用深海的資源有著重要的意義．一潛水艇潛入水下150m深處時，求：
（1）處于水下150m深度處一個面積為2.4m²的艙蓋上所受海水的壓強和壓力各是多大？
（2）如果這個潛水艇受到的浮力是7×10⁷N，求潛水艇的體積是多少？（為計算方便，取海水密度為1.0×10³kg/m³、g=10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據液體壓強計算公式P=ρ_水gh計算出150m深處產生的壓強，再根據F=PS計算出承受海水的壓力．
（2）已知潛水艇受到的浮力和海水的密度，利用公式阿基米德原理公式F_浮=ρ_水gV_排計算排開水的體積，也就是潛水艇的體積．
解答：解：（1）當載人潛水器下潛到150m深處時，承受海水的壓強：
P=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×150m=1.5×10⁶Pa；
∵P=，
∴面積為2.4m²的艙蓋上承受海水的壓力F=PS=1.5×10⁶Pa×2.4m²=3.6×10⁶N．
（2）根據阿基米德原理F_浮=ρ_水gV_排
∴V_排===7×10³m³
答：（1）潛水艇的艙蓋受到的壓強和壓力分別為：1.5×10⁶Pa、3.6×10⁶N；
（2）潛水艇的體積為7000m³．
點評：液體產生的壓力不一定等于液體的重力，所以在計算液體壓力時，一般先計算壓強，然后利用公式F=PS得到壓力．