Question

5．海水躍層也稱“躍變層“．它是海水中某水文要素在豎直方向上出現突變或不連續劇變的水層，表明上下層海水性質不同，躍層的厚薄和距海面的深淺，隨海區的地理和氣候條件變化．如果海水躍層是上層密度大、下層密度小的狀態，形成負密度梯度躍變層，被稱為”海中斷崖“．潛艇在水下航行中，如突遭海中斷崖，急劇掉向海底，稱為”掉深“，大多數常規潛艇的有效潛深為300m，潛艇不受控制的掉到安全潛深以下時，會被巨大的海水壓力破壞，造成失事．
      372潛艇一次遠航戰備巡邏，當時海區情況比較復雜，以前也碰見“掉深“的情況，但這次潛艇掉的又快又深，潛艇的主機艙管路發生破損，艇長王紅理瞬間條件反射式發出命令：”損管警報！向所有水柜供氣！“．不到10秒鐘，應急供氣閥門打開，所有水柜開始供氣；1分鐘內，上百個閥門關閉，數十種電氣設備關閉；2分鐘后，全艇各艙室封艙完畢．但”掉深“依然繼續．3分鐘后，掉深終于停止，深度計開始緩慢回升．372潛艇闖過鬼門關，靠的是及時準備的命令，也靠著全艇幾十名官兵超水平的配合．資料顯示，372潛艇的水下排水量3076t，水下速度20節，通氣管狀態下續航力7000海里/7節，裝備”俱樂部-s“反艦導彈．
（1）372潛艇在海水中出現“掉深“的情況，是因為海水下層的密度變小，在”掉深“過程中潛艇受到海水的壓強變大（選填：“變大”、：變小“或”不變“）．
（2）在300m深度，372潛艇所受的浮力約為3.076×10⁷N（g取10N/kg）．“向所有的水柜供氣“的目的是減小潛艇的重力．

Answer 1

分析 （1）潛水艇是靠改變自身的重力實現浮沉的，海水中不同深度下海水的密度不同，這給潛水艇的下潛會帶來極大的危險；液體的壓強隨深度的增大而增大．
（2）根據372潛艇的水下排水量3076t，利用F_浮=G_排可求得372潛艇所受的浮力；當主水柜排空海水，潛艇獲得預備浮力，此時潛艇上浮到海面上．
當主水柜注入海水，潛艇失去預備浮力，此時潛艇下潛到水下．

解答 解：
（1）海水中不同深度下海水的密度是變化的，潛艇突遇“斷崖”險情”，是因為遇到海水的密度突然變小，浮力會突然變小，潛水艇突然遭遇海水密度突變造成的“斷崖”，浮力的減小導致潛艇急速掉向數千米深的海底；
“掉深”到潛艇的極限深度便會艇毀人亡，是因為潛艇受到海水的壓強隨著深度的增加而增大．
（2）由題可知，372潛艇的水下排水量3076t，
則372潛艇所受的浮力約為：F_浮=G_排=m_排g=3076×10³kg×10N/kg=3.076×10⁷N，
“向所有的水柜供氣”的目的是排出水艙中水，減小潛艇的重力，使潛艇快速上浮．
故答案為：（1）變小；變大；（2）3.076×10⁷N；減小潛艇的重力．

點評 此題涉及到液體壓強的計算，阿基米德原理的應用，物體浮沉條件的應用等多個知識點，是一道綜合性較強的題目．關鍵能夠仔細閱讀材料，理解相關知識．