Question

14．中俄两国海军参加“海上联合”军事演习，此次我国有2艘新型常规潜艇参加军演，都是由我国自行研制的第二代常规动力潜艇，其中某潜水艇的总体积为2.0×10³m³，演习中当它位于海面以下100m深处时，（海水的密度为1.03×10³kg/m³，取g=10N/kg）．求：
（1）此潜艇受到海水的压强大小；
（2）此潜艇受到的浮力大小；
（3）如果该潜艇从100m深处逐渐上浮至海面（未露出海面），请问该潜艇在这个过程中的浮力怎样变化？并简单说明原因．

Answer 1

分析 （1）已知潜水艇的总体积（潜入水中排开水的体积），直接根据阿基米德原理即可求出此潜艇受到的浮力大小；
（2）知道水深和海水的密度，利用液体压强公式求海水对潜艇的压强；
（3）根据阿基米德原理分析浮力的变化．

解答 解：（1）此潜艇受到海水的压强：
p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×100m=1.03×10⁶Pa．
（2）因为潜艇浸没在海水中，所以V_排=V=2.0×10³m³，
此潜艇受到的浮力：
F_浮=ρgV_排=1.03×10³kg/m³×10N/kg×2.0×10³m³=2.06×10⁷N．
（3）潜艇从100m深处逐渐上浮至海面（未露出海面），潜艇排开水的体积不变，根据阿基米德原理可知，浮力不变．
答：（1）此潜艇受到海水的压强大小为1.03×10⁶Pa；
（2）此潜艇受到的浮力大小为2.06×10⁷N；
（3）浮力不变，因为排开液体的体积和液体密度都未改变．

点评 本题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理公式的掌握和运用，综合性强，有难度．