Question

10．為了宣示我國政府對釣魚島及其附屬島嶼的主權和管轄權，我國派出排水量為2000t的某海監船對釣魚島海域進行巡航，排水量是指輪船滿載時排開水的質量．（g=10N/kg，ρ海水=1.03×10³kg/m³）
（1）此海監船滿載時，受到海水的浮力是多少？
（2）船身外表面有一螺絲釘，位于海面下3m處，受力面積為100cm²，求海水對螺絲釘的壓強和壓力．

Answer 1

分析 （1）已知海監船的排水量，根據阿基米德原理的公式F_浮=G_排可求得海監船滿載時受到的浮力；
（2）利用p=ρgh可求得海水對螺絲釘的壓強，再根據F=pS求得海水對螺絲釘的壓力．

解答 解：（1）根據阿基米德原理可得，此海監船滿載時，受到海水的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=2000×10³kg×10N/kg=2×10⁷N；
（2）海水對螺絲釘的壓強：
p=ρ_海水gh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×3m=3.09×10⁴Pa；
根據p=$\frac{F}{S}$可得，海水對螺絲釘的壓力：
F=pS=3.09×10⁴Pa×100×10^-4m²=309N．
答：（1）此海監船滿載時，受到海水的浮力是2×10⁷N；
（2）海水對螺絲釘的壓強為3.09×10⁴Pa，壓力為309N．

點評 本題考查了學生對阿基米德原理、液體壓強公式、壓強定義式的理解和運用，理解排水量的概念和利用F=pS計算液體對物體的壓力是解題的關鍵．