Question

2009年4月23日，中国人民海军迎来了六十华诞．小强是个军事迷，通过报纸、杂志和新闻媒体他得到了一些有关潜水艇的信息．请你回答以下几个关于潜水艇的小问题：
（1）潜水艇的外壳一般都是用厚钢板制成，主要是为了防止______；潜水工作者潜水的深度不同，需要的设备不同，主要是因为______．
（2）潜水艇下潜后，艇内的人员可以用______来观察水面上的情况．
（3）与鱼不一样，潜水艇主要是依靠改变______来实现在水中的下潜、悬浮和上浮．
（4）已知普通潜水艇的潜水深度可达300m，请你粗略计算潜水艇能够承受的最大压强．（海水密度近似取1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）．

Answer 1

【答案】分析：（1）液体内部的压强随深度的增加而增大，据此分析潜水艇外壳为什么用钢板做成和潜水工作者因潜水的深度不同需要的设备不同；
（2）潜望镜内部上下拐角处各安装一个平面镜，两块平面镜互相平行，都跟水平方向成45度角，通过两次反射，使水下的一方能看到水面上的物体；
（3）在水中，潜水艇受浮力F_浮=ρ_水v_排g不变；打开压力舱阀门，让水进入，自重变大；将空气压入压力舱排出水，自重变小；当压力舱充满空气自重更小将漂浮，这样改变了F_浮与G的关系，实现下潜和上浮；
（4）知道潜水深度，利用液体压强公式求潜水艇能够承受的最大压强．
解答：解：（1）潜水艇有时需要潜入水下很深的地方工作，液体内部的压强随深度的增加而增大，为了能承受更大的压强，潜水艇的外壳用钢板做成；水越深，潜水工作者设备要求抗压越大；
（2）潜水艇下潜后，艇内的人员可以通过潜望镜来观察水面上的情况；
（3）在水中，潜水艇F_浮=ρ_水v_排g，ρ_水、v_排不变，所以F_浮不变；可以通过“让海水进入压力舱”增大自重、“将海水排除压力舱”减小自重，F_浮＞G，潜水艇上浮，F_浮＜G，潜水艇下沉，通过自身重力实现上浮、下沉．
（4）潜水艇可潜行的深度：
h=300m，
潜水艇能够承受的最大压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×300m×10N/kg=3×10⁶Pa．
故答案为：（1）外壳受到水的压强而破坏，液体内部的压强随深度的增加而增大；
（2）潜望镜；
（3）自身重力；
（4）潜水艇能够承受的最大压强为3×10⁶Pa．
点评：本题考查了物体的浮沉条件、液体压强的计算、液体压强的特点．物体浮沉条件：浸没水中的物体，F_浮＞G，上浮（最后漂浮：F_浮′=G）；F_浮＜G，下沉；F_浮=G，悬浮．分析时要同时考虑F_浮和G是否变．