Question

2019年4月 9日，正在执行中国大洋52航次任务的“大洋一号”船上，由中国自主研发的 6 000米勘查取样型无人遥控潜水器（ROV）“海龙Ⅲ”在西南印度洋洋中脊龙旂热液口成功完成本站下潜任务。“海龙Ⅲ”潜水器在空气中的质量为3.25 吨。（ρ_水＝1.0×10³ kg/m³，g＝10 N/kg）

(1)“海龙Ⅲ”潜水器是靠________________实现上浮与下沉的。“海龙Ⅲ”潜水器在水下下潜过程中，所受的浮力________（选填“变大”“变小”或“不变”）；

(2)达到6 000米深潜时，“海龙Ⅲ”潜水器所受海水的压强为多大________？在该深度处表面积为0.025 m² 的一扇窗上所受的平均压力为多少____？

(3)将“海龙Ⅲ”潜水器从水中捞出过程中，起吊器提供的最小拉力是2.75×10⁴ N，则“海龙Ⅲ”潜水器的体积为多大_____？

Answer

改变自身的重力 不变 6×107 Pa 1.5×106N 0.5 m3

【解析】

(1)潜水器是靠改变自身重力实现上浮与下沉的。

由知道，在其下潜过程中，ρ水 和V排 不变，所以浮力不变。

(2)当潜水器下潜到6 000 m深处时，承受海水的压强

p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6 000 m＝6×107 Pa

由知道，面积为0.025m2的窗上承受海水的压力

F＝pS＝6×107 Pa×0.025 m2＝1.5×106 N

(3)潜水器的重量为

G＝mg＝3.25×1 000 kg×10 N/kg＝3.25×104 N

潜水器受到的最大浮力

F浮＝G－F拉＝3.25×104 N－2.75×104 N＝5×103 N

由F浮＝ρ液gV排知道，潜水器的体积为

答：(1)“海龙Ⅲ”潜水器是靠改变自身的重力实现上浮与下沉的。“海龙Ⅲ”潜水器在水下下潜过程中，所受的浮力不变；

(2)达到6000米深潜时，“海龙Ⅲ”潜水器所受海水的压强为6×107 Pa；在该深度处表面积为0.025 m2 的一扇窗上所受的平均压力为1.5×106 N；

(3)将“海龙Ⅲ”潜水器从水中捞出过程中，起吊器提供的最小拉力是2.75×104 N，则“海龙Ⅲ”潜水器的体积为0.5m3。