Question

（10分）“蛟龙号”创造了“中国深度”--下潜7062m．今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘．已知：海水密度ρ=1.03×10³kg/m³，声音在海水中的传播速度是1500m/s，取g=10N/kg．问：

（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？

（2）电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离是短．母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐．在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？

（3）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5×10³N，它受到的浮力是多少？

（4）任务完成后，起重机把重2.2×10⁵N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲板，绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，则滑轮装置的机械效率是多少？

（5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？

Answer

（1）受到的海水的压强是2.78×107Pa；（2）收到正上方母船的指令需要1.8s；

（3）蛟龙号受到的浮力是5×103N；（4）滑轮装置的机械效率是80%；

（5）“蛟龙号”面临的主要技术难题是压强．

【解析】

试题分析：（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时，蛟龙号壳体受到海水的压强：

p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2700m≈2.78×107Pa；

（2）母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐，声呐发出的超声波在海水中的传播速度是1500m/s，“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间：

（3）由阿基米德原理可知，“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海水的重力：F浮=G=5×103N；

（4）方法一：起重机把“蛟龙号”吊到母船的甲板上，克服“蛟龙号”的重力作的功是有用功，知道“蛟龙号”的重力，及“蛟龙号”上升的高度用公式W有用=Gh可计算出有用功；绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，可用公式W总=Fs求出总功。最后用公式计算。

方法二：分析图乙，滑轮组承担物体重力的绳子股数：n=4，∴拉力移动的距离s=4h

滑轮装置的机械效率：

（5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，所以下潜至深海需要克服的技术难题是：压强．

考点：液体的压强的计算；浮力大小的计算；滑轮（组）的机械效率．