Question

【題目】某種型號潛艇總體積1.5×103m3，最大下潛深度350m，海水密度1.03×103kg/m3．（g=10N/kg）

（1）水艙未充海水時，潛艇總重為9.27×106N，此時漂浮在海面的潛水艇排開海水的體積是多少？

（2）為使?jié)撏�完全潛入海水中，至少要向水艙中充入多少噸海水�?/span>

（3）潛艇的艇殼用高強(qiáng)度的特種鋼板制造的原因？

Answer 1

【答案】（1）水艙未充海水時，漂浮在海面的潛水艇排開海水的體積是900m3；

（2）為使?jié)撏�完全潛入海水中，至少要向水艙中充�?18t海水；

（3）潛水艇的艇殼用高強(qiáng)度的特種鋼板制造的原因是為了使?jié)撍�艇在深水處能承受更大的水�?/span>

【解析】

試題分析：（1）潛艇漂浮時受到的浮力和自身的重力相等，根據(jù)阿基米德原理求出排開海水的體積；

（2）潛艇完全潛入海水中懸浮時，向水艙中充入海水的質(zhì)量最小，此時潛艇受到的浮力等于自身的重力和海水的重力之和，根據(jù)阿基米德原理求出潛艇受到的浮力，然后減去潛艇自身的重力即為充入潛艇海水的重力，根據(jù)G=mg求出充入海水的質(zhì)量；

（3）艇殼用高強(qiáng)度的特種鋼板制造的原因與液體內(nèi)部壓強(qiáng)有關(guān)．

解：（1）水艙未充海水時，因潛艇漂浮時受到的浮力和自身的重力相等，

所以，由F浮=G和F浮=ρgV排和可得：F浮=ρgV排=G，

則潛水艇排開海水的體積：

V排===900m3；

（2）潛艇完全潛入海水中懸浮時，向水艙中充入海水的質(zhì)量最小，

潛水艇受到的浮力：

F浮′=ρgV排′=ρgV=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.545×107N，

充入海水的重力：

G海水=F浮′﹣G=1.545×107N﹣9.27×106N=6.18×106N，

充入海水的質(zhì)量：

m海水===6.18×105kg=618t；

（3）潛水艇的艇殼用高強(qiáng)度的特種鋼板制造是因為液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨深度的增加而增大，這樣可以在水下承受較大的壓強(qiáng)．

答：（1）水艙未充海水時，漂浮在海面的潛水艇排開海水的體積是900m3；

（2）為使?jié)撏�完全潛入海水中，至少要向水艙中充�?18t海水；

（3）潛水艇的艇殼用高強(qiáng)度的特種鋼板制造的原因是為了使?jié)撍�艇在深水處能承受更大的水壓�?/span>