Question

【题目】如图甲所示,为我国自主研制、全球最大的两栖大飞机AG600漂浮在水面时的情景。AG600飞机能够像船一样在水面滑行、起飞降落。它的用途很多,最主要的是森林灭火、水上救援、物资运输、海洋探测等。该飞机最大总质量为53.5吨、机体总长36.9米,翼展达到38.8米,4台发动机,单台功率为3126kW,航程4500km,一次可救护50名遇险者。如图乙所示为我国自主研制的“海斗号”无人潜水器,最大下潜深度可达10767m。取海水的密度为ρ水=1×103kg/m3。

(1)AG600在水中所受的最大浮力为多少?

(2)“海斗号”在海水中所受的最大压强为多少?

(3)若从AG600中释放“海斗号”入水浸没,不接触水底,一根绳子两端分别连着AG600和“海斗号”,静止后绳子拉力为8×103N,假设海斗号平均密度为5×103kg/m3,则此过程前后AG600减小的浮力为多少?

Answer 1

【答案】 5.35×105N 1.0767×108Pa 2×103N

【解析】(1)已知AG600的最大总质量为53.5吨，则AG600漂浮在水面上所受的最大浮力：F浮＝G总＝m总g＝53.5×103kg×10N/kg＝5.35×105N；(2)“海斗号”最大下潜深度为10767m，则“海斗号”在海水中所受的最大压强：p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10767m＝1.0767×108Pa，(3)“海斗号”在水中处于平衡状态,受向上的拉力F、向上的浮力F′浮和向下的重力G海斗，由力的平衡条件可得G海斗＝FF′浮，由重力公式和阿基米德原理可得：ρgV＝Fρ水gV，所以，海斗号潜水器的体积：V＝ ＝0.2m3，则“海斗号”的重力：G′＝ρgV＝5×103kg/m3×10N/kg×0.2m3＝1×104N，AG600释放“海斗号”后仍浮在水面上,受向上的浮力F浮″、向下的重力G飞机和向下的拉力F，由力的平衡条件可得：F浮″＝G飞机F,且G飞机＝G总G海斗，则此时AG600受到的浮力：F浮″＝G总G海斗F＝5.35×105N1×104N8×103N＝5.33×105N，所以此过程前后AG600减小的浮力：△F浮＝F浮F浮″＝5.35×105N5.33×105N＝2×103N.