[题目]我国海军正在服役的远征24号是一艘常规攻击潜艇.该潜艇能下潜的最大深度为350m.总体积为2.25×103m3.艇内两侧有水舱.潜水艇截面如图所示.通过向水舱中充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(海水密度取1×103kg/m3.g取10N/kg). (1)该潜艇能承受的最大压强为多少帕?(2)水舱还未充水时.潜水艇总重� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】我国海军正在服役的远征24号是一艘常规攻击潜艇。该潜艇能下潜的最大深度为350m，总体积为2.25×103m3，艇内两侧有水舱，潜水艇截面如图所示。通过向水舱中充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（海水密度取1×103kg/m3，g取10N/kg）。

（1）该潜艇能承受的最大压强为多少帕？

（2）水舱还未充水时，潜水艇总重量为2.0×107N，此时，漂浮在海面上的潜水艇排开水的体积是多少？

（3）为使潜水艇完全潜入水中，至少应向水舱充入重量是多少牛的水？

【答案】（1）3.5×106Pa；（2）2000m3；（3）2.5×106N。

【解析】

（1）已知潜艇能下潜的最大深度，利用液体压强公式求该潜艇能承受的最大压强；
（2）潜水艇漂浮时，根据漂浮条件求出浮力，利用阿基米德原理可求排开水的体积；
（2）已知潜艇的总体积，可求潜水艇完全没入时受到的浮力，而潜水艇受到的浮力等于潜水艇重加上水舱内的水重，据此求出应向水舱充入海水的重。

（1）该潜艇能承受的最大压强：p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×350m=3.5×106Pa；

（2）因为水舱还未充水时，潜水艇漂浮，所以潜艇受到的浮力：F浮=G=2.0×107N，

由F浮=ρ海水gV排可得排开海水的体积：；

（2）潜水艇完全潜入水中时，V排′=V=2.25×103m3，

此时受到的浮力：F浮′=ρ海水gV排′=1×103kg/m3×10N/kg×2.25×103m3=2.25×107N，
由F浮′=G艇+G海水可得应向水舱充入海水的重力：G海水=F浮′-G艇=2.25×107N-2×107N=2.5×106N；
答：（1）该潜艇能承受的最大压强为3.5×106Pa；

（2）水舱还未充水时，潜水艇总重量为2.0×107N，此时，漂浮在海面上的潜水艇排开水的体积是2000m3；

（3）为使潜水艇完全潜入水中，至少应向水舱充入重力是2.5×106N。

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