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8月 我国自行设计 自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器(如图19)3000m级

时间:2022-01-28 14:28:41

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8月 我国自行设计 自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器(如图19)3000m级

问题补充:

8月,我国自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器(如图19)3000m级海试取得成功,最大下潜深度达到3759m.这标志着我国成为继美、法、俄、日之后的第五个掌握3500m以上大深度载人深潜技术的国家.同年11月,“蛟龙号”载人潜水器技术改进及5000~7000m海试课题实施方案在无锡通过专家认证.“蛟龙号”载人潜水器的总体积约为84m3.

请你解答下列问题:(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)

(1)“蛟龙号”潜水器在上浮或下潜的过程中,体积几乎不发生改变.当它浸没在海水中继续下潜时,它受到的压强将______,受到的浮力将______(选填“不断变大”、“不断变小”或“保持不变”).据此可以猜想:“蛟龙号”潜水器主要是通过______来实现上浮或下潜的.

(2)当“蛟龙号”载人潜水器下潜到3000m深处时,载人舱表面0.2m2的面积上将承受海水多大的压力?

(3)当“蛟龙号”载人潜水器悬浮于海水中时,它所受到的浮力是多大?此时它的总质量是多少?

答案:

解:(1)①“蛟龙”号深海载人潜水器下潜的过程中,排开水的体积V排不变,

∵F浮=ρ海水gV排,水的密度ρ水不变,

∴受到的浮力不变;

∵P=ρ海水gh,潜水器所处深度h增大,

∴受到的压强变大.

②把压缩空气压入潜水器的压力舱,将海水排出,潜水器自重G减小,当F浮>G时,潜水器上浮;

打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水器自重G增大,当F浮<G时,潜水器下沉;

当F浮=G时,潜水器悬浮,可以停留在任何深度;

由此可见,潜水器能够上浮和下沉是通过改变自重来实现的.

(2)当“蛟龙号”载人潜水器下潜到3000m深处时,海水产生的压强:

P=ρ水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×3000m=3.09×107Pa;

∵P=

∴载人舱表面0.2m2的面积上将承受海水多大的压力:

F=PS=3.09×107Pa×0.2m2=6.18×106N;

(3)“蛟龙号”载人潜水器的总体积约为84m3,潜水器悬浮于海水中时,它所受到的浮力是:

F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×84m3=8.652×105N,

因为悬浮,所以潜水器的总重力等于浮力,即G=F浮=8.652×105N,

∵G=mg,

∴潜水器的总质量:

m===8.652×104kg

8月 我国自行设计 自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器(如图19)3000m级海试取得成功 最大下潜深度达到3759m.这标志着我国成为继美 法 俄 日

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