Question

如圖所示潛水艇總體積是200m³，壓艙罐容積80m³，當壓艙罐里沒有水時，可自由浮在海面上，打開閥門，使海水流進壓艙罐，艇重變大，潛水艇開始下沉（ρ=1.03×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）試計算潛水艇下沉過程中受到的最大浮力？
（2）潛水艇在深海中不能無限制下潛，不同型號的潛水艇都有允許的最大潛水深度．分析一下，為什么要限制潛水的深度？

Answer 1

解：（1）當潛水艇全部浸入時所受浮力最大：
F_浮=ρ_海水gV_排=ρ_海水gV=1.03×10³kg/m³×10N/kg×200m³=2.06×10⁶N；
（2）因為液體的壓強隨深度的增加而增大，而潛水艇的承受能力是一定的，所以要限制潛水的深度．
答：（1）潛水艇下沉過程中受到的最大浮力為.06×10⁶N；
（2）因為液體的壓強隨深度的增加而增大，而潛水艇的承受能力是一定的，所以要限制潛水的深度．
分析：（1）潛水艇的體積不變，當潛水艇完全浸沒時排開海水的體積和本身的體積相等，根據阿基米德原理求出受到的最大浮力；
（2）同種液體中，液體壓強隨深度的增大而增大，而潛艇材料承受能力一定，據此說明限制潛水深度的原因．
點評：本題考查了物體浮力的計算和液體壓強的特點，關鍵是明白潛水艇的工作原理即靠改變自身的重力實現上浮、下潛的．