Question

4．我國海軍潛艇懸浮在某海域水下100m深處執行任務，若潛艇的體積為1000m³．
（1）在圖上畫出潛艇的受力示意圖（方塊代表潛艇）．
（2）潛艇此時受到海水的壓強．
（3）海水此時對潛艇上面積為0.14cm²的攝像觀察玻璃窗口的壓力；
（4）潛艇受到的浮力．

Answer 1

分析 （1）潛艇浸沒在水中受到重力和水的浮力作用，且潛艇懸浮，受力平衡，據此作圖；
（2）已知海水的密度和深度求壓強，利用液體壓強的公式p=ρgh計算；
（3）已知受力面積，利用F=PS計算攝像觀察玻璃窗口受到的壓力；
（4）已知海水的密度和排開水的體積，求浮力，利用阿基米德原理F_浮=ρ_液gv_排計算．

解答 解：（1）潛艇浸沒在水中受到重力和水的浮力作用，在二力作用下，處于懸浮狀態，受力平衡，二力大小相等；作圖如下：

（2）潛艇受到海水的壓強p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×100m=1.03×10⁶Pa；
（3）攝像觀察玻璃窗口的壓力F=PS=1.03×10⁶Pa×0.14×10^-4m²=14.42N；
（4）潛艇受浮力F_浮=ρ_液gv_排=1.03×10³kg/m³×10N/kg×1000m³=1.03×10⁷N；
答：（1）見上圖；
（2）潛艇此時受到海水的壓強為1.03×10⁶Pa；
（3）海水此時對攝像觀察玻璃窗口的壓力為14.42N；
（4）潛艇受到的浮力為1.03×10⁷N．

點評 本題考查了物體受力分析和作圖方法，浮力、壓力與液體壓強的公式計算和應用，綜合性強，有一定難度；還要注意單位的換算．