Question

10．海洋技術(shù)中經(jīng)常用“浮筒”打撈海底沉船浮筒是用鋼制成的空心圓柱體，充滿海水后浮筒靠自重下沉，向浮筒內(nèi)充氣，將筒內(nèi)海水排出，浮筒在浮力的作用下產(chǎn)生對(duì)沉船向上的拉力把沉船打撈上來(lái)．一浮筒的底面的外半徑，為8m，外高f為10m，質(zhì)量為3.5～10kg浮筒沉入海平面下80m深處，海平面的大氣壓強(qiáng)為1.1×10⁵Pa不能忽略，海水的密度為1.03×10³kg/m³．g為10N/kg．求：
（1）浮筒受到的壓強(qiáng)；
（2）浮筒受到的浮力；
（3）該浮筒能夠產(chǎn)生的對(duì)沉船向上的拉力．（忽略充入浮筒內(nèi)氣體的重力）

Answer 1

分析 （1）給浮筒充氣的氣體壓強(qiáng)至少要達(dá)到水下60米深處海水的壓強(qiáng)才能把筒內(nèi)的氣體排出．
（2）求出浮筒排開(kāi)水的體積，利用F_浮=ρgV求出浮筒所受浮力；
（3）浮筒能夠產(chǎn)生的上舉力等于受到的浮力與其重力之差，即上舉力．

解答 解：（1）80米深處海水壓強(qiáng)即為充氣壓強(qiáng)：p=ρ_海gh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×80m=8.24×10⁵Pa；
（2）浮筒排開(kāi)水的體積V=πR²L=3.14×（8m）²×10=2009.6m³
浮筒所受浮力 F_浮=ρgV=1.03×10³kg/m³×10N/kg×2009.6m³=20698880N；
（3）對(duì)沉船向上的拉力F=F_浮-G=20698880N-10kg×10N/kg=20698780N．
答：（1）浮筒受到的壓強(qiáng)為8.24×10⁵Pa；
（2）浮筒受到的浮力20698880N；
（3）該浮筒能夠產(chǎn)生的對(duì)沉船向上的拉力為20698780N．

點(diǎn)評(píng) 此題不僅考到液體壓強(qiáng)的計(jì)算，而且考到了物體浮力的計(jì)算，是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用．對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，解答起來(lái)較難，需要注意的是分析時(shí)要仔細(xì)．