Question

“5.7”大連空難飛機(jī)的黑匣子是潛水員在出事地點(diǎn)從10m深的海底勻速打撈出水面的．它的體積為50（長(zhǎng)）×20（寬）×10（高）cm³，質(zhì)量為20kg，表面橘紅色的長(zhǎng)方體，黑匣子防護(hù)要求很高，必須經(jīng)過(guò)1000℃的高溫而不被燒壞，平放時(shí)能經(jīng)受2.5×10⁴N的擠壓而不變形，在海水（設(shè)ρ_海水=1.0×10³kg/m³）中浸泡36h而不滲水．請(qǐng)解答下面問(wèn)題
（1）黑匣子在海底受到壓強(qiáng)多大？
（2）海水對(duì)黑匣子的壓強(qiáng)是否會(huì)使它變形？
（3）黑匣子在海水中受到的浮力有多大？
（4）黑匣子的密度多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知海水的密度和潛水員所處的水深，根據(jù)液體壓強(qiáng)公式P=ρgh可求黑匣子在海底受到的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)公式F=PS可求黑匣子受到海水的壓力，再與它能承受的壓力相比較，即可得出結(jié)論；
（3）黑盒完全浸沒(méi)在水中，此時(shí)黑盒的體積即為其排開(kāi)水的體積，由阿基米得原理可求得它受到的浮力大小；
（4）已知黑盒的質(zhì)量和體積，運(yùn)用密度公式求其密度．
解答：解：（1）黑匣子在海底受到海水的壓強(qiáng)p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10m=1.0×10⁵Pa；
答：黑匣子在海底受到的壓強(qiáng)為1.0×10⁵Pa；
（2）它承受的海水的最大壓力F=pS=1.0×10⁵Pa×0.5m×0.2m=10⁴N＜2.5×10⁴N；
答：海水對(duì)黑匣子的壓強(qiáng)不會(huì)使它變形；
（3）黑匣子排開(kāi)海水的體積等于黑匣子的體積v=50×20×10cm³=0.01m³；
黑匣子在海水中受的浮力F=ρgV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.01m³=100N；
（4）黑匣子的密度ρ===2.0×10³kg/m³．
答：黑匣子的密度為2.0×10³kg/m³．
點(diǎn)評(píng)：本題考查液體壓強(qiáng)、壓力、浮力、密度等的計(jì)算，主要是公式及其變形的靈活運(yùn)用；本題綜合性很強(qiáng)．