Question

7．中國(guó)在海軍裝備現(xiàn)代化的進(jìn)程中，已擁有世界最先進(jìn)     的核潛艇．某種型號(hào)的導(dǎo)彈型核潛艇，該艇水上排水量為16600噸，水下排水量為18700噸．艇長(zhǎng)170.7m、艇寬12.8m．下潛深度可達(dá)300m．
（1）它在水下航行時(shí)所受浮力是多少？
（2）它下潛300m后受到的壓強(qiáng)是多少？（海水密度近似取作ρ_水=1.0×10³kg/m³）．
（3）它從300m的深度上浮到水面，浮力做了多少功？

Answer 1

分析 （1）知道核潛艇水下排水量，根據(jù)阿基米德原理和F=G_排求出所受的浮力；
（2）知道核潛艇下潛的深度，根據(jù)p=ρgh求出此時(shí)海水對(duì)核潛艇的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)W=F_浮h可求得浮力做功．

解答 解：（1）由阿基米德原理可得，水下航行所受浮力：
F_浮下=G_排下=m_排下g=18700×10³kg×10N/kg=1.87×10⁸N；
（2）此時(shí)海水對(duì)核潛艇的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×300m=3×10⁶Pa；
（3）從300m的深度上浮到水面，浮力做功W=F_浮h=1.87×10⁸N×300m=5.61×10¹⁰J．
答：（1）它在水下航行時(shí)所受浮力是1.87×10⁸N；
（2）它下潛300m后受到的壓強(qiáng)是3×10⁶Pa；
（3）它從300m的深度上浮到水面，浮力做了5.61×10¹⁰J功．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了液體壓強(qiáng)公式、功的計(jì)算、阿基米德原理的應(yīng)用，理解排水量的含義是解答此題的關(guān)鍵．