Question

潛水艇是靠改變自身重力來實現浮沉的，潛水艇在國防中起著重要的作用，現有一艘潛艇其漂浮（此時水倉無水）是受到的浮力為9×10⁶N．求
（1）該潛艇的質量．
（2）當潛艇潛到水下300m時，其受到水的壓強是多大？
（3）潛艇在水下300m時，其水倉內水的體積恰好等于其水倉無水時排開水的體積，求其受到的浮力是多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）當潛水艇漂浮在水面上時，受到的浮力大小等于自身的重力，再根據m=求出潛水艇的質量；
（2）知道潛水艇下潛的深度，根據液體壓強的計算公式P=ρgh計算出水的壓強；
（3）潛水艇在水下潛浮時，受到的浮力等于自身重力和水倉內水的重力的和．
解答：解：（1）∵潛艇漂浮（此時水倉無水）時受到的浮力為9×10⁶N，
∴潛水艇自身的重力（水倉內無水）G_艇=9×10⁶N，
因此潛水艇的質量：m_艇===9×10⁵kg
答：該潛水艇的質量是9×10⁵kg．
（2）當潛艇潛到水下300m時，其受到水的壓強：
P=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×300m=3×10⁶Pa
答：當潛艇潛到水下300m時，其受到水的壓強是3×10⁶Pa．
（3）潛艇在水下300m時，其水倉內水的體積恰好等于其水倉無水時排開水的體積，
所以：潛水艇自身的重力以及水倉內水的重力是G_總=9×10⁶N+9×10⁶N=1.8×10⁷N．
答：潛艇在水下300m時受到的浮力是1.8×10⁷N．
點評：本題考查潛水艇壓強和浮力的相關計算，解題的關鍵是知道，潛水艇無論漂浮還是懸浮受到的浮力和它的重力是相等的，這里不要忽略水倉內水的重力．