Question

【題目】2014年4月14日，為尋找失聯(lián)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(shù)為：體積1m3、質(zhì)量750kg，最大潛水深度4500m，最大航速可達7.5km/h（不考慮海水密度變化，密度ρ取1.0×103kg/m3）．
（1）它在最大深度所受的海水的壓強是多少？
（2）假設“金槍魚”上有面積為2×10﹣3m2的探測窗口，該探測窗口在最大深度處承受海水的壓力是多少？
（3）“金槍魚”搜尋任務完成后，變?yōu)樽灾貢r恰能靜止漂浮在海面上，此時它所受的浮力是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：當它在海水中4000m處時，承受海水的壓強：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.5×103m=4.5×107Pa；

（2）解：由p= 可得，探測窗承受的壓力：

F=pS=4.5×107Pa×2×10﹣3m2=9×104N．

（3）解：因為漂浮，所以所受浮力大小為：

F浮=G=mg=750kg×10N/kg=7500N．

【解析】（1）知道水下航行器所處的深度，根據(jù)p=ρgh求出承受海水的壓強；（2）利用F=pS求出探測窗口承受的壓力；（3）由公式G=mg計算出重力，根據(jù)漂浮時浮力與重力相等的特點得出所受浮力的大小．