Question

某潛水艇的總體積為2.0×10³m³、質量為1.5×10³t．當其漂浮在水面上時，受到的浮力是________N；若要潛入水中，至少應在水箱內加入________N的水；當其潛入水下50m深處時，受到水的壓強是________Pa．（已知ρ_水=1.03×10³Kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

1.5×10⁷     5.6×10⁶     5.15×10⁵
分析：知道潛水艇的質量，利用重力公式可求潛水艇的重，根據物體的漂浮條件求潛水艇漂浮時受到水的浮力；
知道潛水艇的總體積，利用阿基米德原理可求潛水艇潛入水中受到的浮力F_浮′，要使潛水艇下潛，潛水艇的自重（潛水艇重加上水箱內水重）大于受到的浮力，據此求出在水箱內至少加的水重；
知道潛水艇所處深度，利用液體壓強公式求潛水艇受到水的壓強．
解答：當潛水艇漂浮時，
F_浮=G_潛水艇=mg=1.5×10³×10³kg×10N/kg=1.5×10⁷N；
潛水艇潛入水中受到的浮力：
F_浮′=ρ_水v_排g=ρ_水v_潛水艇g=1.03×10³×kg/m³×2.0×10³m³×10N/kg=2.06×10⁷N；
要使潛水艇下潛，
G_潛水艇+G_水≥F_浮′，
∴潛水艇水箱內的水重：
G_水≤F_浮′-G_潛水艇=2.06×10⁷N-1.5×10⁷N=5.6×10⁶N；
潛水艇在50m深處受到水的壓強：
p=ρgh=1.03×10³×kg/m³×10N/kg×50m=5.15×10⁵Pa．
故答案為：1.5×10⁷N；5.6×10⁶N；5.15×10⁵Pa．
點評：本題綜合考查了學生對重力公式、液體壓強公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和運用，計算時要求靈活選用公式，注意，ρ_水=1.03×10³Kg/m³，易錯點．