题目

2020年10月27日，奋斗者号潜水器在马里亚纳海沟成功下潜至10058米，创造了中国载人深潜新纪录。该潜水器装载声呐系统，母船距离其4500m，信号从母船发射后，经潜水器应答后再次传给母船，从而确定其位置。为实现上浮与下潜，“奋斗者”号身上装配了4块实心压载铁，总质量为1.975吨。已知声音在海水中的速度约为1500m/s，海水的密度约为1.0×103kg/m3 ， 压载铁的密度约为7.9×103kg/m3 ， g取10N/kg。 求： （1） 母船发出的声呐信号经潜水器应答并接收该信号，需要多长时间？ （2） 4块压载铁的体积是多大？它们浸没在海水中受到的浮力是多大？ （3） 潜水器下潜至0000米时受到海水的压强是多少？此时潜水器舱体外面一个指甲盖大小的面积(约为1cm2)上承受的压力是多少？ 答案： 由v= st 得： t= sv=2×4500m1500m/s =6s 由ρ= mV 得，V铁= m铁ρ铁=1.975×103kg7.9×103kg/m3 =0.25m3 ∴压载铁浸没 在水中 ∴V排=V铁=0.25m3 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10NIkg×0.25m3= 2500N p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=108Pa F=pS=108Pa×1×10-4m2=104N

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