Question

8．2014年4月9日，我国372潜艇（如图13所示）官兵在海中数百米深训练时突遭“断崖”（海水密度随深度增加而突然减小的现象）快速下沉的险情，在危急时刻官兵不怕牺牲，凭着娴熟的技术果断处置，挽救了国家财产，打破了“断崖”必艇毁人亡的世界惯例，受到中央军委表彰．右表是372潜艇在常规海水（密度为1.03×10³kg/m³）中的基本参数．（g取10N/kg）
（1）当潜艇在海面下潜航时，它排开海水的体积是多少？
（2）如果海水密度突然减小到1.01×10³kg/m³，则浮力会减小到多少？
（3）当潜艇在海中快速下沉时，官兵紧急用压缩空气排出了水舱中的水，当潜艇重力小于浮力后，发现潜艇仍会下沉一段时间，为什么？

海面上排水量（t）	2325
海面下排水量（t）	3090
海面上航速（km/h）	18.4
海面下航速（km/h）	31.3

Answer 1

分析 （1）已知潜艇的海面下排水量，根据密度的变形公式求出排开水的体积；
（2）根据F_浮=ρ_海水V_排g求出它受到的浮力；
（3））物体总有保持原有运动状态不变的性质，这种性质叫做惯性．一切物体都有惯性．

解答 解：（1）3090t=3.09×10⁶kg，所以潜艇在海面下潜航时，它排开海水的体积：
V_排=$\frac{m}{{ρ}_{海水}}$=$\frac{3.09×1{0}^{6}kg}{1.03×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=3000m³；
（2）受到的浮力：
F_浮=ρ_海水减V_排g=1.01×10³kg/m³×3000m³×10N/kg=3.03×10⁷N．
（3）当潜艇在海中快速下沉时，官兵紧急用压缩空气排出了水舱中的水，当潜艇重力小于浮力后，发现潜仍会下沉一段时间，这是因为潜艇具有惯性，要继续保持原来的运动状态．
答：（1）排开海水的体积是3000m³；
（2）如果海水密度突然减小到1.01×10³kg/m³，则浮力会减小到3.03×10⁷N．
（3）因为潜艇具有惯性，要继续保持原来的运动状态．

点评 本题考查阿基米德原理及惯性，解答此题的关键是知道密度和浮力的计算公式．