Question

6．2013年11月21日，我國首個實驗型深海移動工作站在完成總裝集成和陸上聯(lián)調(diào)基礎(chǔ)上，成功進行了首次水池試驗．深海移動工作站將主要用于進行海洋科學探索，被喻為海洋里的“天宮一號”，如圖所示，這個實驗平臺為35噸級，工作站潛深150米，生命支持時間72小時，總長13.1米，型寬3.6米，型深3.0米，正常排水量38噸，乘載人員6人，海底工作時間可達12～18小時．
①該深海移動工作站總裝好后停放在水平地面上，如果它與地面的接觸面積約為7m²，則它對水平地面的壓強約為多少？
②在某次實驗中，該深海移動工作站緩慢下潛至120m的水中，用時40min，則深海移動工作站下潛時的平均速度約為多少km/h？下潛結(jié)束時受到水的壓強是多少？（海水的密度是1.03×10³kg/m³）
③該深海移動工作站某次勻速下潛時，正常排水量38噸，請你由此估算深海移動工作站體積約為多大？
④在需要緊急上浮時，深海移動工作站可以拋掉隨身攜帶的壓載鐵，試分析勻速下潛的深海移動工作站拋掉壓載鐵后在水中的運動情況．

Answer 1

分析 ①由壓強公式可以求出工作站對水平地面的壓強．
②已知路程與時間，應(yīng)用平均速度公式可以求出平均速度，應(yīng)用液體壓強公式可以求出壓強；
③應(yīng)用密度公式可以求出工作站的體積；
④根據(jù)工作站的受力情況分析其運動過程．

解答 解：①工作站對水平地面的壓強約為：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{35×1{0}^{3}kg×10N/kg}{7{m}^{2}}$=5×10⁴Pa；
②工作站下潛的平均速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{120m}{60s×40}$=0.05m/s=0.18km/h；
水的壓強：p′=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×120m=1.236×10⁶Pa；
③由ρ=$\frac{m}{V}$可知，工作站的體積約為：
V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{38×1{0}^{3}kg}{1.03×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$≈36.89m³；
④勻速下潛的深海移動工作站處于平衡狀態(tài)，所受浮力等于其重力，
工作站拋掉壓載鐵后其重力減小，所受浮力不變，浮力大于重力，
工作站所受合力向上，工作站速度向下，工作站向下做減速運動，
當速度變?yōu)榱愫笙蛏献黾铀龠\動；
答：①它對水平地面的壓強約為5×10⁴Pa；
②深海移動工作站下潛時的平均速度約為0.18km/h，下潛結(jié)束時受到水的壓強是1.236×10⁶Pa；
③深海移動工作站體積約為36.89m³；
④勻速下潛的深海移動工作站拋掉壓載鐵后，先向下減速運動，后向上加速運動．

點評 本題涉及的知識點較多，是一道綜合題，分析清楚題意，應(yīng)用壓強公式、液體壓強公式、密度公式即可正確解題．