如图所示是我国的“蛟龙”号载人潜水器，2012年6月24日，在太平洋马里亚纳海沟区域进行的7000m级海试下潜

Question

如图所示是我国的“蛟龙”号载人潜水器，2012年6月24日，在太平洋马里亚纳海沟区域进行的7000m级海试下潜试验中，达到了7062m深度，创造了中国载人深潜新纪录．（g取10N/kg，海水密度ρ取1.03×103 kg/m3，）（1）当潜水器排开海水的体积为10m3时，排开海水受到的重力是多大？（2）若潜水器到达7020m深的海底世界时，海水对它外壳的压强约是多大？如果潜水器的一个观测孔的面积约为3×10-2m2，则海水对该观测孔的压力约是多大？（3）“蛟龙号”具有先进的水声通信功能，声音从7020m 深处的“蛟龙号”垂直传到海面需要多长时间？（声音在海水中的传播速度是1500m/s）

Answer 1

（1）∵潜水器排开海水的体积为10m³
∴潜水艇受到的浮力：
G_排=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10m³=1.0×10⁵N．
（2）海水对潜水艇外壳的压强：
p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×7020m=7.2306×10⁷Pa，
海水对该观测孔的压力：
F=pS=7.2306×10⁷Pa×3×10^-2m²≈2.2×10⁶N．
（3）∵v=

s

t

 
∴声音从7020m深处的“蛟龙号”垂直传到海面的时间：
t=

s

v

=

7020m

1500m/s

=4.68s．
答：（1）当潜水器排开海水的体积为10m³时，受到的浮力是1.0×10⁵N．
（2）若潜水器到达7020m深的海底世界时，海水对它外壳的压强约是7.2306×10⁷Pa，海水对观测孔的压力约是2.2×10⁶N．
（3）声音从7020m深处的“蛟龙号”垂直传到海面的时间为4.68s．