Question

如圖是中國人民海軍在海上演練的一艘潛水艇，潛水艇的自重約為1.96×10⁷牛，體積約為3×10³米³，求：
（1）當(dāng)它懸浮在海面下50米深處時(shí)，受到海水對(duì)它的壓強(qiáng)；
（2）懸浮時(shí)它受到海水對(duì)它的浮力；
（3）若潛水艇壓縮空氣將水艙內(nèi)2.45×10⁶牛的水排出，使?jié)撍�艇上�。�最后漂浮在海面上時(shí)露出海面的體積．（計(jì)算中海水的密度值取水的密度值）

Answer 1

解：（1）在海面下50米深處時(shí)，受到海水對(duì)它的壓強(qiáng)：
p=ρgh=10³kg/m³×9.8N/kg×50m=4.9×10⁵Pa；
（2）懸浮時(shí)它受到海水對(duì)它的浮力為：
F_浮=ρ_液gV_排=10³kg/m³×9.8N/kg×3×10³m³=2.94×10⁷N；
（3）若將水艙內(nèi)2.45×10⁶牛的水排出，即G_排減少2.45×10⁶N，根據(jù)阿基米德原理，浮力也就減少：△F_浮=2.45×10⁶N；
由F_浮=G_排=ρ_液gV_排，排水的體積減少量為：△V_排===250m³；
故V_露=△V_排=250m³．
答：（1）當(dāng)它懸浮在海面下50米深處時(shí)，受到海水對(duì)它的壓強(qiáng)為4.9×10⁵Pa；
（2）懸浮時(shí)它受到海水對(duì)它的浮力為2.94×10⁷N；
（3）漂浮在海面上時(shí)露出海面的體積為250m³．
分析：（1）運(yùn)用液體壓強(qiáng)公式p=ρgh，可求壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液gV_排，可求小球所受浮力．
（3）F_浮=G_排=ρ_液gV_排，變形后可求V_排，進(jìn)而求露出海面的體積．
點(diǎn)評(píng)：熟練運(yùn)用液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式以及對(duì)阿基米德原理的深入理解，是解答此題的關(guān)鍵．