题目内容
【题目】2014年4月，我海军372号潜艇在高密度海水区域内沿水平方向匀速潜航，如图所示.潜艇总质量3.3×103t，体积为3×103m3 ， 高密度海水密度为kg/m3.潜航时，不慎全部驶入密度为1.02×103kg/m3的低密度海水区域，导致浮力减小了N，导致潜艇加速下沉，当仪表显示海水压强为4×106Pa时，潜艇表面1cm2的面积受到海水压力N，达到潜艇承受极限.官兵紧急排出水舱内的水，潜艇最终转危为安.（g取10N/kg）
【答案】1.1×103；2.4×106；400
【解析】潜艇的平均密度为ρ潜艇 =m潜艇/V=3.3×106kg/3×103m3=1.1×103 kg/m3 ，
所以高密度海水的密度为ρ高 =ρ潜艇 =1.1×103 kg/m3 ；
潜艇在高密度海水中受到的浮力为F浮 =G潜艇 =m潜艇 g=3.3×106kg×10N/kg=3.3×107 N，
潜艇在低密度海水中受到的浮力为F浮 ′=ρ低 gV排 =1.02×103 kg/m3×10N/kg×3×103 m3 =3.06×107 N；
潜艇受到的浮力减小了△F=F浮 -F浮 ′=3.3×107 N-3.06×107 N=2.4×106 N；
因为p=F/S，所以潜艇表面1cm2 的面积受到海水压力为F=pS=4×106 Pa×10-4m 2 =400N.
故答案为：1.1×103；2.4×106；400.
潜艇在水中处于悬浮状态，所受浮力等于自身重力；潜艇的平均密度等于海水的密度.理解悬浮时的特点是解题的关键.
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