Question

某潜水艇最大下潜深度可达150m，潜水艇的总体积为1.5×10³m³，艇内两侧有水舱，潜水艇截面如图所示。通过向水舱中注水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重，从而使其下沉或上浮。为便于计算，海水密度取1×10³kg/m³， g取10N/kg。求：
 （1）漂浮在海面的潜水艇水舱内没有海水时，重1.0×10⁷N，此时，排开海水的体积；
 （2）为使潜水艇完全潜入海水里，向水舱里至少注入多少立方米海水？
 （3）为什么潜水艇的艇壳要用高强度的特种钢板制造？

Answer 1

解：（1）潜艇受到浮力F=G=1.0×10⁷N，排开海水的体积V===1×10³m³
       （2）新增排开海水的体积V'=V₀－V=1.5×10³m³－1.0×10³m³=5×10²m³ 。新增排开海水的体积产生浮力F'=ρgV'等于新增水重G'=ρgV_注。V_注＝V'，即 ：至少注入的海水体积V_注＝5×10²m³ 。
       （3）随着深度增加，压强增大，在150m深承受海水的压强达15倍大气压。（合理即可）