Question

如圖所示，“遠征號”潛水艇從長江某基地駛向東海執行任務．該潛水艇設計體積約為Vm³，自身質量為mt．當它在東海某位置海面下hm深度處潛伏時．求：（已知海水的密度為ρ㎏/m³，g=10N/kg；不考慮潛水艇體積變化）
（1）它所受到的浮力F_浮；
（2）潛水艇殼體受到海水的壓強p．
（3）潛水艇的艇殼用高強度的特種鋼板制造的原因是什么？

Answer 1

分析：（1）從圖可知，潛水艇浸沒在海水中，則潛水艇排開海水的體積等于潛水艇的體積，又知道海水的密度，可利用阿基米德原理計算潛水艇所受到的浮力．
（2）知道海水的密度和潛水艇下潛的深度，可利用液體壓強的計算公式p=ρgh計算潛水艇殼體受到海水的壓強．
（3）液體內部的壓強隨深度的增大而增大．

解答：解：（1）∵潛水艇浸沒在海水中，
∴V_排=V，
又∵ρ_海水=ρkg/m³，g=10N/kg，
∴潛水艇所受到的浮力為：F_浮=ρ_海水gV_排=ρkg/m³×10N/kg×Vm³=10ρVN．
（2）∵潛水艇下潛的深度為hm，ρ_海水=ρkg/m³，g=10N/kg，
∴潛水艇殼體受到海水的壓強為：p=ρ_海水gh=ρkg/m³×10N/kg×hm=10ρhPa．
（3）∵液體內部的壓強隨深度的增大而增大，
∴為了使潛水艇在深水處能承受更大的水壓，艇殼用高強度的特種鋼板制造．
答：（1）它所受到的浮力F_浮為10ρVN．
（2）潛水艇殼體受到海水的壓強P為10ρh Pa．
（3）潛水艇的艇殼用高強度的特種鋼板制造的原因是為了使潛水艇在深水處能承受更大的水壓．

點評：本題考查了學生對液體壓強公式、阿基米德原理的掌握和運用，要求靈活運用公式進行計算．