Question

9．如圖所示，094型號(hào)戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇是我國(guó)“國(guó)之利器”之一，對(duì)我國(guó)的國(guó)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(shí)所受的浮力；
（2）核潛艇潛入水下時(shí)應(yīng)至少向水艙加水的重力．
（3）潛入水下200m時(shí)，核潛艇的一個(gè)面積為1.2m²的艙面所受海水的壓強(qiáng)和壓力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)漂浮時(shí)，浮力等于其重力，求出受到的浮力；
（2）浸沒(méi)時(shí)V_排=V，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可求得核潛艇潛入水下時(shí)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(qiáng)，再利用p=$\frac{F}{S}$可求得受海水的壓力．

解答 解：（1）因?yàn)楹藵撏。?br />所以核潛艇漂浮在海面上時(shí)所受的浮力F_浮=G=8×10⁷ N；
（2）浸沒(méi)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(shí)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(qiáng)為2×10⁶pa，壓力為2.4×10⁶N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了阿基米德原理、液體壓強(qiáng)公式、物體浮沉條件的應(yīng)用等，知道物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)液體的體積和自身的體積相等以及排水量的含義是關(guān)鍵．