Question

如图所示，“远征号”潜水艇从长江某基地驶向东海执行任务．该潜水艇设计体积约为Vm³，自身质量为mt．当它在东海某位置海面下hm深度处潜伏时．求：（已知海水的密度为ρ㎏/m³，g=10N/kg；不考虑潜水艇体积变化）
（1）它所受到的浮力F_浮；
（2）潜水艇壳体受到海水的压强p．
（3）潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造的原因是什么？

Answer 1

解：（1）∵潜水艇浸没在海水中，
∴V_排=V，
又∵ρ_海水=ρkg/m³，g=10N/kg，
∴潜水艇所受到的浮力为：F_浮=ρ_海水gV_排=ρkg/m³×10N/kg×Vm³=10ρVN．
（2）∵潜水艇下潜的深度为hm，ρ_海水=ρkg/m³，g=10N/kg，
∴潜水艇壳体受到海水的压强为：p=ρ_海水gh=ρkg/m³×10N/kg×hm=10ρhPa．
（3）∵液体内部的压强随深度的增大而增大，
∴为了使潜水艇在深水处能承受更大的水压，艇壳用高强度的特种钢板制造．
答：（1）它所受到的浮力F_浮为10ρVN．
（2）潜水艇壳体受到海水的压强P为10ρh Pa．
（3）潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造的原因是为了使潜水艇在深水处能承受更大的水压．
分析：（1）从图可知，潜水艇浸没在海水中，则潜水艇排开海水的体积等于潜水艇的体积，又知道海水的密度，可利用阿基米德原理计算潜水艇所受到的浮力．
（2）知道海水的密度和潜水艇下潜的深度，可利用液体压强的计算公式p=ρgh计算潜水艇壳体受到海水的压强．
（3）液体内部的压强随深度的增大而增大．
点评：本题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理的掌握和运用，要求灵活运用公式进行计算．