Question

【题目】2014年4月，我海军372号潜艇在高密度海水区域内沿水平方向匀速潜航，如图所示．潜艇总质量3．3×103t，体积为3×103m3，高密度海水密度为 kg/m3．潜航时，不慎全部驶入密度为1．02×103kg/m3的低密度海水区域，导致浮力减小了 N，导致潜艇加速下沉，当仪表显示海水压强为4×106Pa时，潜艇表面1cm2的面积受到海水压力 N，达到潜艇承受极限．官兵紧急排出水舱内的水，潜艇最终转危为安．（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】1．1×103 ；2．4×106 ；400

【解析】

试题分析：潜艇的平均密度为ρ潜艇 =m潜艇/V=3．3×106kg/3×103m3=1．1×103 kg/m3 ，

所以高密度海水的密度为ρ高 =ρ潜艇 =1．1×103 kg/m3 ；

潜艇在高密度海水中受到的浮力为F浮 =G潜艇 =m潜艇 g=3．3×106kg×10N/kg=3．3×107 N，

潜艇在低密度海水中受到的浮力为F浮 ′=ρ低 gV排 =1．02×103 kg/m3×10N/kg×3×103 m3 =3．06×107 N；

潜艇受到的浮力减小了△F=F浮 -F浮 ′=3．3×107 N-3．06×107 N=2．4×106 N；

因为p=F/S，所以潜艇表面1cm2 的面积受到海水压力为F=pS=4×106 Pa×10-4m 2 =400N。