Question

15．懸浮在海水中的潛艇排開水的體積為3×10³m³，海水的密度為1.0×10³kg/m³．
（1）在圖上畫出潛艇的受力示意圖（方塊代表潛艇）．
（2）潛艇所受浮力多大？
（3）潛艇下潛時所受浮力怎樣變化？

Answer 1

分析 （1）懸浮時重力等于浮力，畫圖表示；
（2）已知排開海水的體積和海水的密度，利用$ρ=\frac{m}{V}$求出排開水的質(zhì)量，再利用G=mg求出重力；根據(jù)阿基米德原理，潛水艇在水中的浮力等于排開液體所受的重力；
（3）根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排，通過分析液體密度的大小變化和排開液體的體積的大小變化分析浮力的變化．

解答 解：（1）過潛艇重心，分別沿豎直向下和豎直向上的方向畫一條有向線段，并分別用G和F_浮表示，懸浮時受到的重力等于浮力，因此，兩條線段長度應(yīng)該相等．如圖：

（2）根據(jù)G=mg，$ρ=\frac{m}{V}$和阿基米德原理：F_浮=G_排=m_排g=ρ_海水V_排g=1.0×10³kg/m³×3×10³m³×10N/kg=3×10⁷N；
（3）潛艇下潛時，海水密度一定，排開海水的體積不變，根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排可知，浮力大小不變．
故答案為：（1）如上圖；
（2）潛艇所受浮力為3×10⁷N；
（3）潛艇下潛時所受浮力大小不變．

點(diǎn)評 本題考查了力的示意圖的畫法、浮沉條件、阿基米德原理以及密度公式的應(yīng)用，考查的知識點(diǎn)較多，是一道綜合性很強(qiáng)的題目，但難度不大，掌握基礎(chǔ)知識即可正確解題．