Question

潛水艇的體積為100m³，質(zhì)量為6×10⁴kg．如果使它懸浮在海中某處，它的上表面距海面20m，已知海水的密度為1.03×10³kg/m³，g取10N/kg．求：
（1）它上表面受到海水的壓強大�。�
（2）此時水艙中充入海水的質(zhì)量．

Answer 1

解：（1）潛水艇懸浮在水中，且上表面距離海面20m，根據(jù)液體壓強的計算公式：P=ρgh=1.03×10³kg/m³×20m×10N/kg=2.06×10⁵Pa．
（2）潛水艇懸浮在水中，故F_浮=G_物；
因為潛水艇浸沒在水中，排開海水的體積等于潛水艇的體積，所以F_浮=ρ_液V_物g=1.03×10³kg/m³×100m³×10N/kg=1.03×10⁶N；
潛水艇的重力：
G_潛水艇=m_潛水艇g=6×10⁴kg×10N/kg=6×10⁵N
G_物=G_潛水艇+G_水，
所以G_水=G_物-G_潛水艇=1.03×10⁶N-6×10⁵N=0.43×10⁶N．
所以潛水艇中充入水的質(zhì)量為：m_水===4.3×10⁴kg．
答：（1）上表面受到海水的壓強2.06×10⁵Pa；（2）水艙中充入海水的質(zhì)量為4.3×10⁴kg．
分析：（1）潛水艇懸浮在水中，且上表面距離海面20m，根據(jù)液體壓強的計算公式：P=ρgh得出上表面所受海水的壓強；
（2）潛水艇懸浮在水中，說明它所受的浮力等于潛水艇的重力，其中重力包括潛水艇本身的重力和充入海水的重力．
點評：此題是一道壓強與浮力的綜合計算題，解答時關(guān)鍵把握好已知量、未知量，然后結(jié)合已知量與未知量的關(guān)系得出相應(yīng)的計算公式，進(jìn)行解答．