Question

（2013?湖南一模）2012年6月3日我國自主研制的載人潛水器“蛟龍號”由母船向陽紅09號大型海洋考船搭載，前往深海進行7000米深淺實驗．向陽紅09號的排水量為4500噸．
（1）滿載航行時它受到的浮力為多少N？
（2）在蛟龍號下潛過程中，海水對它的壓強會如何變化？
（3）當它順利達到實驗下潛深度7000米時受到的壓強為多少？
（4）此時蛟龍號將面臨高壓低溫挑戰，為此你認為需要哪些特殊的設計？（g=10N/kg、海水的密度近似取ρ=1.0×10³ kg/m³、不考慮大氣壓影響）．

Answer 1

分析：（1）知道向陽紅09號的排水量，即滿載航行時排開水的質量，根據阿基米德原理求出所受的浮力．
（2）在蛟龍號下潛過程中，所處深度變大、海水的密度不變，由p=ρgh得出海水對它的壓強會如何變化情況；
（3）知道下潛的深度和海水的密度，根據p=ρgh求出潛水器下潛深度7000米時受到的海水的壓強；
（4）可以從增加外殼的彈性和提高溫度的角度來分析．

解答：解：
（1）滿載航行時它受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=4500×10³kg×10N/kg=4.5×10⁷N；
（2）∵p=ρgh，在蛟龍號下潛過程中，所處深度h變大、海水的密度不變，
∴海水對它的壓強變大；
（3）下潛到深度7000米時受到的壓強：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×7000m=7×10⁷Pa；
（4）可以改變外殼，使之具有一定的彈性（能保證人的安全），然后有個特別的吸水裝置，與外界的高壓一同對外殼進行周期性擠壓，讓艙內的空氣體積變化，使之轉化為熱能，為研究人員供熱．
答：（1）滿載航行時它受到的浮力為4.5×10⁷N；
（2）在蛟龍號下潛過程中，海水對它的壓強會變大；
（3）當它順利達到實驗下潛深度7000米時受到的壓強為7×10⁷Pa；
（4）此時蛟龍號將面臨高壓低溫挑戰，為此可以改變外殼，然后有個特別的吸水裝置，為研究人員供熱．點評：F_浮=ρ_水gV_排和p=ρ_水gh這兩個公式一直是學生容易混淆，易錯的知識，所以要注意理解和掌握

點評：本題以“蛟龍號”潛水器潛水為背景考查了求海水壓強、浮力的計算，判斷潛水器受壓強的變化，考查的點較多，屬于難題．