某潜水艇总质量为2.7×103t,体积为3×103m3,当它浮在海面上时,受到的浮力是 2.7×107 N,当...
问题详情:
某潜水艇总质量为2.7×103t,体积为3×103m3,当它浮在海面上时,受到的浮力是 2.7×107 N,当它需要潜入海水中时,它至少要向水舱充入 300 m3的海水,潜水艇潜入海中一定深度时,仪表显示海水的压强为2×106Pa,此时它在海水中的深度为 200 m.(海水密度按1.0×103kg/m3计算,g=10N/kg)
【回答】
【考点】8P:浮力大小的计算;8A:液体压强计算公式的应用.
【专题】11 :计算题;581:压强、液体的压强;583:浮力.
【分析】(1)知道潜水艇的质量,利用重力公式可求潜水艇的重,根据物体的漂浮条件求潜水艇漂浮时受到水的浮力;
(2)知道潜水艇的总体积,利用阿基米德原理可求潜水艇潜入水中受到的浮力F浮′,要使潜水艇下潜,潜水艇的自重(潜水艇重加上水箱内水重)大于受到的浮力,据此求出在水箱内至少加的水重;再利用G=mg和ρ=计算水的体积;
(3)知道潜水艇受到水的压强,利用液体压强公式求潜水艇所处深度.
【解答】解:(1)当潜水艇漂浮在海面上时,它受到的浮力:
F浮=G潜水艇=mg=2.7×103×103kg×10N/kg=2.7×107N;
(2)潜水艇潜入水中时受到的浮力:
F浮′=ρ水gV排=ρ水gV潜水艇=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×103m3=3×107N;
要使潜水艇下潜, [来源:]
G潜水艇+G水≥F浮′,
所以至少要向水舱充入海水的重力:
G水=F浮′﹣G潜水艇=3×107N﹣2.7×107N=3×106N,
根据G=mg和ρ=可得,至少要向水舱充入海水的体积:
V水===300m3;
(3)根据p=ρgh可得,此时它在海水中的深度为:
h===200m.
故*为:2.7×107;300;200.
【点评】本题综合考查了学生对重力公式、液体压强公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,计算时要求灵活选用公式.
知识点:压强和浮力单元测试
题型:填空题
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