Question

2014年4月14日，為尋找失聯的MH370航班，啟用了“藍鰭金槍魚﹣21”（簡稱“金槍魚”）自主水下航行器進行深海搜尋．其外形與潛艇相似（如圖所示），相關標準參數為：體積1m³、質量750kg，最大潛水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考慮海水密度變化，密度ρ取1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）．

（1）“金槍魚”從3000m下潛到4500m處的過程中，所受到的海水的壓強將       ，浮力將        （填“增大”、“減小”或“不變”，上同）。
（2）“金槍魚”搜尋任務完成后，變為自重時恰能靜止漂浮在海面上，此時露出海面體積為多大？

Answer 1

（1）增大、不變；  （2）0.75 m³

解析試題分析：（1）由于同一液體的壓強隨深度的增加而增大，所以，“金槍魚”從3000m下潛到4500m處的過程中，所受到的海水的壓強將增大，由于“金槍魚” 下潛的過程中，液體的密度和排開液體的體積不變，由阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液gV_排可知，浮力將不變。
（2）由于F_浮=G時，物體漂浮和懸浮，所以“金槍魚”靜止漂浮在海面上時，受到的浮力
F_浮=G=mg=750kg×10N/kg=7500N；此時露出海面體積V_排=F_浮/ρ_液g=7500N/(1.0×10³kg/m³×10N/kg)="0.75" m³
考點：液體壓強的特點；物體的浮沉條件；阿基米德原理