Question

4．我國(guó)海軍潛艇懸浮在某海域水下100m深處執(zhí)行任務(wù)，若潛艇的體積為1000m³．
（1）在圖上畫(huà)出潛艇的受力示意圖（方塊代表潛艇）．
（2）潛艇此時(shí)受到海水的壓強(qiáng)．
（3）海水此時(shí)對(duì)潛艇上面積為0.14cm²的攝像觀察玻璃窗口的壓力；
（4）潛艇受到的浮力．

Answer 1

分析 （1）潛艇浸沒(méi)在水中受到重力和水的浮力作用，且潛艇懸浮，受力平衡，據(jù)此作圖；
（2）已知海水的密度和深度求壓強(qiáng)，利用液體壓強(qiáng)的公式p=ρgh計(jì)算；
（3）已知受力面積，利用F=PS計(jì)算攝像觀察玻璃窗口受到的壓力；
（4）已知海水的密度和排開(kāi)水的體積，求浮力，利用阿基米德原理F_浮=ρ_液gv_排計(jì)算．

解答 解：（1）潛艇浸沒(méi)在水中受到重力和水的浮力作用，在二力作用下，處于懸浮狀態(tài)，受力平衡，二力大小相等；作圖如下：

（2）潛艇受到海水的壓強(qiáng)p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×100m=1.03×10⁶Pa；
（3）攝像觀察玻璃窗口的壓力F=PS=1.03×10⁶Pa×0.14×10^-4m²=14.42N；
（4）潛艇受浮力F_浮=ρ_液gv_排=1.03×10³kg/m³×10N/kg×1000m³=1.03×10⁷N；
答：（1）見(jiàn)上圖；
（2）潛艇此時(shí)受到海水的壓強(qiáng)為1.03×10⁶Pa；
（3）海水此時(shí)對(duì)攝像觀察玻璃窗口的壓力為14.42N；
（4）潛艇受到的浮力為1.03×10⁷N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物體受力分析和作圖方法，浮力、壓力與液體壓強(qiáng)的公式計(jì)算和應(yīng)用，綜合性強(qiáng)，有一定難度；還要注意單位的換算．