2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼-21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻．其外形与潜艇相似（如图所示），相关标准参数为：体积1m3、质量750kg，

Question

2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼-21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻．其外形与潜艇相似（如图所示），相关标准参数为：体积1m³、质量750kg，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）．

（1）假设“金枪鱼”上有面积为20cm²的探测窗口，当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了___N
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为___ m³．2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼-21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻．其外形与潜艇相似（如图所示），相关标准参数为：体积1m³、质量750kg，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）．

（1）假设“金枪鱼”上有面积为20cm²的探测窗口，当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了___N
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为___ m³．<sup>333

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Answer 1

（1）海面下2000m处的压强为：
p₁1=ρgh₁1=1.0×10³3kg/m³3×10N/kg×2000m=2×10⁷7Pa；
下潜至最大潜水深度处压强为：
p₂2=ρgh₂2=1.0×10³3kg/m³3×10N/kg×4500m=4.5×10⁷7Pa；
增加的压强为：
△p=p₂2-p₁1=4.5×10⁷7Pa-2×10⁷7Pa=2.5×10⁷7Pa；
由p=(F)/(S)得探测窗增加的压力：
△F=△pS=2.5×10⁷Pa×20×10^-4m²=5×10⁴N；
（2）由于“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，所以有F_浮=G．
又由F_浮=ρV_排g，G=mg，得ρV_排g=mg；
V_排=(m)/(ρ水)=(750kg)/(1×103kg/m3)=0.75m³
 露出海面体积为：V_露=V-V_排=1m³-0.75m³=0.25m³．
故答案为：（1）5×10⁴N；（2）0.25m³． (F)/(S)FSFFFSSS得探测窗增加的压力：
△F=△pS=2.5×10⁷7Pa×20×10^-4-4m²2=5×10⁴4N；
（2）由于“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，所以有F_浮浮=G．
又由F_浮浮=ρV_排排g，G=mg，得ρV_排排g=mg；
V_排排=(m)/(ρ水)=(750kg)/(1×103kg/m3)=0.75m³
 露出海面体积为：V_露=V-V_排=1m³-0.75m³=0.25m³．
故答案为：（1）5×10⁴N；（2）0.25m³． (m)/(ρ水)mρ水mmmρ水ρ水ρ水水=(750kg)/(1×103kg/m3)=0.75m³
 露出海面体积为：V_露=V-V_排=1m³-0.75m³=0.25m³．
故答案为：（1）5×10⁴N；（2）0.25m³． (750kg)/(1×103kg/m3)750kg1×103kg/m3750kg750kg750kg1×103kg/m31×103kg/m31×103kg/m33kg/m33=0.75m³3
 露出海面体积为：V_露露=V-V_排排=1m³3-0.75m³3=0.25m³3．
故答案为：（1）5×10⁴4N；（2）0.25m³3．