Question

“5.7”大连空难飞机的黑匣子是潜水员在出事地点从10m深的海底匀速打捞出水面的．它的体积为50（长）×20（宽）×10（高）cm³，质量为20kg，表面橘红色的长方体，黑匣子防护要求很高，必须经过1000℃的高温而不被烧坏，平放时能经受2.5×10⁴N的挤压而不变形，在海水（设ρ_海水=1.0×10³kg/m³）中浸泡36h而不渗水．请解答下面问题
（1）黑匣子在海底受到压强多大？
（2）海水对黑匣子的压强是否会使它变形？
（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）已知海水的密度和潜水员所处的水深，根据液体压强公式P=ρgh可求黑匣子在海底受到的压强；
（2）根据公式F=PS可求黑匣子受到海水的压力，再与它能承受的压力相比较，即可得出结论；
（3）黑盒完全浸没在水中，此时黑盒的体积即为其排开水的体积，由阿基米得原理可求得它受到的浮力大小；
（4）已知黑盒的质量和体积，运用密度公式求其密度．
【解析】
（1）黑匣子在海底受到海水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1.0×105Pa；
答：黑匣子在海底受到的压强为1.0×105Pa；
（2）它承受的海水的最大压力F=pS=1.0×105Pa×0.5m×0.2m=104N＜2.5×104N；
答：海水对黑匣子的压强不会使它变形；
（3）黑匣子排开海水的体积等于黑匣子的体积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：黑匣子的密度为2.0×103kg/m3．