Question

如圖所示是我國的“蛟龍”號載人潛水器，2012年6月24日，在太平洋馬里亞納海溝區域進行的7000m級海試下潛試驗中，達到了7062m深度，創造了中國載人深潛新紀錄．（g取10N/kg，海水密度ρ取1.03×10³ kg/m³，）
（1）當潛水器排開海水的體積為10m³時，排開海水受到的重力是多大？
（2）若潛水器到達7020m深的海底世界時，海水對它外殼的壓強約是多大？如果潛水器的一個觀測孔的面積約為3×10^-2m²，則海水對該觀測孔的壓力約是多大？
（3）“蛟龍號”具有先進的水聲通信功能，聲音從7020m 深處的“蛟龍號”垂直傳到海面需要多長時間？（聲音在海水中的傳播速度是1500m/s）

Answer 1

分析：（1）知道潛水艇排開海水的體積，根據G_排=ρ_液gV_排就可以計算出排開海水受到的重力．
（2）知道潛水艇下潛的深度，根據P=ρgh可以求出海水對潛水艇外殼的壓強，由公式F=PS可以求出海水對觀測孔的壓力．
（3）已知路程與聲音的傳播速度，由速度公式v=

s

t

可以求出聲音的傳播時間．

解答：解：（1）∵潛水器排開海水的體積為10m³
∴潛水艇受到的浮力：
G_排=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10m³=1.0×10⁵N．
（2）海水對潛水艇外殼的壓強：
p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×7020m=7.2306×10⁷Pa，
海水對該觀測孔的壓力：
F=pS=7.2306×10⁷Pa×3×10^-2m²≈2.2×10⁶N．
（3）∵v=

s

t

 
∴聲音從7020m深處的“蛟龍號”垂直傳到海面的時間：
t=

s

v

=

7020m

1500m/s

=4.68s．
答：（1）當潛水器排開海水的體積為10m³時，受到的浮力是1.0×10⁵N．
（2）若潛水器到達7020m深的海底世界時，海水對它外殼的壓強約是7.2306×10⁷Pa，海水對觀測孔的壓力約是2.2×10⁶N．
（3）聲音從7020m深處的“蛟龍號”垂直傳到海面的時間為4.68s．

點評：本題是一道計算題，難度不大，熟練應用浮力公式、液體壓強公式、壓強公式的變形公式是正確解題的關鍵．