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(2009?黄埔区二模)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1.0×103kg/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?
分析:漂浮时浮力等于重力,已知浮力可求排开水的体积.已知潜艇的总体积可求完全没入时增加的体积,根据浮力公式从而求出新增排开水的重力,已知水的密度可求注入海水的体积.
解答:解:(1)潜艇受到浮力F=G=1.0×107N
排开海水的体积V=
F
ρg
=
1.0×107N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=1×103
m3
答:排开海水的体积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
V=V’即:至少注入的海水体积V=5×102m3
答:向水舱里至少注入海水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.
点评:本题考查浮力大小的计算,以及物体的沉浮条件.
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