Question

1．一艘潛水艇在海面上航行時，其排水量是1500t，此時潛水艇受到海水的浮力是1.5×10⁷ N．當它下潛到海面以下300m深處時，在其2m²艙蓋上受到海水的壓力是6.18×10⁶ N．船閘是利用連通器原理工作的．（海水密度為1.03×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）知道排開水的質量，利用重力公式求排開的水重，再利用阿基米德原理求潛水艇受到的浮力；
（2）已知潛水艇所處的深度，根據液體壓強公式p=ρgh可求潛水艇受到的壓強；
又知道艙蓋的面積，根據公式F=pS可求艙蓋受到的海水的壓力．
（3）連通器的結構特征是上端開口、底部連通．

解答 解：潛水艇受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=1.5×10⁶kg×10N/kg=1.5×10⁷N；
潛水艇受到海水的壓強：
p=ρ_海水gh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×3.09m=3.0282×10⁶Pa，
由p=$\frac{F}{S}$可得，艙蓋受到海水的壓力：
F=pS=3.09×10⁶Pa×2m²=6.18×10⁶N．
船閘是由閘室和上、下游閘門以及上、下游閥門組成．
若船要從上游駛向下游，先打開上游閥門，使閘室和上游構成連通器，水相平后，打開上游閘門，船駛入閘室；然后打開下游閥門，使下游和閘室構成連通器，閘室和下游水位相平時，打開下游閘門，船駛入下游．
故答案為：1.5×10⁷； 6.18×10⁶；連通器．

點評 本題考查浮力、壓強、壓力的計算、連通器的應用等，解題過程中要注意單位的換算．