Question

潛水員潛到水下23m深處對“南海一號”進行實地考察后，去年底，“華天龍”號起重船把質量3.5×10³t裝有沉船的沉箱吊離水面（如圖），沉箱長、寬、高的規格約“32m×10m×10m”（g取10N/kg；ρ_海水的值近似取1.0×10³kg/m³），求：
（1）打撈人員在下潛的過程中，承受的壓強會如何變化？說出你的依據；
（2）未露出水面前，沉箱所受的浮力大小；
（3）沉箱平放在約500m²的水平甲板中央，它對甲板壓強是多大．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據液體壓強的特點，結合題目中提到的物理情景即可得到答案．
（2）利用阿基米德原理即可求出沉箱受到的浮力．
（3）利用沉箱的質量，求出物體受到的重力，進而求出壓力；
根據沉箱的邊長及放法可以確定受力面積．
根據壓強的計算公式即可求出沉箱對甲板的壓強．
解答：解：（1）承受的壓強會越來越大；因為同種液體里，深度越深，壓強越大；
（2）因為露出水面前，沉箱全部浸沒在水中，
所以：V_排=V_物=32m×10m×10m=3200m³．
利用阿基米德原理可以求得此時沉箱受到的浮力：F_浮=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×3200m³=3.2×10⁷N．
（3）沉箱放在水平甲板上，此時其對甲板的壓力等于其受到的重力，
即：F=G=mg=3.5×10⁶kg×10N/kg=3.5×10⁷N．
將其平放在甲板上，最長的兩條邊著地，所以受力面積為：S=32m×10m=320m²．
根據壓強的計算公式可以求得其對水平甲板的壓強：P===109375Pa．
點評：在此題中，易犯錯誤的是第三問，錯把甲板的面積當做受力面積代入公式去計算．
與此類似地如：一質量為2.7千克的立方體鋁塊，放在面積為2平方米的水平桌面上，球其對水平桌面的壓強．