Question

9．如圖所示，094型號戰(zhàn)略導彈核潛艇是我國“國之利器”之一，對我國的國防安全有著重要的意義．核潛艇的重力為8×10⁷N，體積為9×10³m³．海水密度取1×10³kg/m³．求：
（1）核潛艇漂浮在海面上時所受的浮力；
（2）核潛艇潛入水下時應至少向水艙加水的重力．
（3）潛入水下200m時，核潛艇的一個面積為1.2m²的艙面所受海水的壓強和壓力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)漂浮時，浮力等于其重力，求出受到的浮力；
（2）浸沒時V_排=V，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可求得核潛艇潛入水下時的浮力，然后可求向水艙加水的重力；
（3）已知潛入水下200m，利用p=ρgh可求得艙面所受海水的壓強，再利用p=$\frac{F}{S}$可求得受海水的壓力．

解答 解：（1）因為核潛艇漂浮，
所以核潛艇漂浮在海面上時所受的浮力F_浮=G=8×10⁷ N；
（2）浸沒V_排=V=9×10³m³，
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³×10×9×10³N=9×10⁷N，
F_浮=G+G_水，
G_水=F_浮-G=9×10⁷N-8×10⁷ N=1×10⁷N，
（3）p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×200m=2×10⁶pa，
由得p=$\frac{F}{S}$ 得受海水的壓力：
F=pS=2×10⁶ ×1.2N=2.4×10⁶N．
答：（1）核潛艇漂浮在海面上時所受的浮力為8×10⁷ N；
（2）向水艙加水的重力為1×10⁷N；
（3）所受海水的壓強為2×10⁶pa，壓力為2.4×10⁶N．

點評 本題考查了阿基米德原理、液體壓強公式、物體浮沉條件的應用等，知道物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等以及排水量的含義是關鍵．