Question

如图所示潜水艇总体积是200m³，压舱罐容积80m³，当压舱罐里没有水时，可自由浮在海面上，打开阀门，使海水流进压舱罐，艇重变大，潜水艇开始下沉（ρ=1.03×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）试计算潜水艇下沉过程中受到的最大浮力？
（2）潜水艇在深海中不能无限制下潜，不同型号的潜水艇都有允许的最大潜水深度．分析一下，为什么要限制潜水的深度？

Answer 1

分析：（1）潜水艇的体积不变，当潜水艇完全浸没时排开海水的体积和本身的体积相等，根据阿基米德原理求出受到的最大浮力；
（2）同种液体中，液体压强随深度的增大而增大，而潜艇材料承受能力一定，据此说明限制潜水深度的原因．

解答：解：（1）当潜水艇全部浸入时所受浮力最大：
F_浮=ρ_海水gV_排=ρ_海水gV=1.03×10³kg/m³×10N/kg×200m³=2.06×10⁶N；
（2）因为液体的压强随深度的增加而增大，而潜水艇的承受能力是一定的，所以要限制潜水的深度．
答：（1）潜水艇下沉过程中受到的最大浮力为.06×10⁶N；
（2）因为液体的压强随深度的增加而增大，而潜水艇的承受能力是一定的，所以要限制潜水的深度．

点评：本题考查了物体浮力的计算和液体压强的特点，关键是明白潜水艇的工作原理即靠改变自身的重力实现上浮、下潜的．