题目内容
8.我国自行设计研制出的某型号潜水艇,其体积为5×103m3,当它潜入到水下200m处执行任务时(海水密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg) 回答下列问题:(1)此时潜水艇所受浮力多大?
(2)潜艇上有一个面积为300cm2的观测孔所受海水的压强多大?该观测孔所受的海水压力又是多大?
(3)在潜水艇上升且未露出水面的过程中浮力不变,压强变小.(填“变大”“变小”或“不变”)
分析 (1)潜水艇完全浸没时排开海水的体积等于物体体积,根据F浮=ρ液gV排就可以计算出它受到的浮力.
(2)知道潜水艇下潜的深度,根据P=ρgh可以求出海水对潜水艇观测孔的压强,由公式F=pS可以求出海水对观测孔的压力;
(3)根据公式F浮=ρ液gV排判断浮力大小的变化;根据p=ρ液gh判断液体压强大小的变化
解答 解:
(1)潜水艇排开海水的体积:
V排=V=5×103m3,
潜水艇受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×103m3=5×107N;
(2)海水对观测孔的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa,
由p=$\frac{F}{S}$得海水对该观测孔的压力:
F=pS=2×106Pa×300×10-4m2=6×104N;
(3)在潜水艇上升且未露出水面的过程中,
因为F浮=ρ水gV排,排开水的体积V排不变,
所以潜水艇所受浮力不变;
因为p=ρ水gh,所处深度h变小,
所以潜水艇受到水的压强变小.
故答案为:
(1)此时潜水艇所受浮力为5×107N;
(2)潜艇上有一个面积为300cm2的观测孔所受海水的压强为2×106Pa;该观测孔所受的海水压力是6×104N;
(3)不变;变小.
点评 本题是一道浮力和压强的综合计算题,典型题目,难度不大,要求熟练应用浮力公式、液体压强公式、压强公式的变形公式,易错点在第三问,注意:在同一种液体中,分析物体受液体的压强和受浮力的变化,找出深度和排开液体的体积的变化情况是关键.
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