Question

4．我国海军潜艇悬浮在某海域水下100m深处执行任务，若潜艇的体积为1000m³．
（1）在图上画出潜艇的受力示意图（方块代表潜艇）．
（2）潜艇此时受到海水的压强．
（3）海水此时对潜艇上面积为0.14cm²的摄像观察玻璃窗口的压力；
（4）潜艇受到的浮力．

Answer 1

分析 （1）潜艇浸没在水中受到重力和水的浮力作用，且潜艇悬浮，受力平衡，据此作图；
（2）已知海水的密度和深度求压强，利用液体压强的公式p=ρgh计算；
（3）已知受力面积，利用F=PS计算摄像观察玻璃窗口受到的压力；
（4）已知海水的密度和排开水的体积，求浮力，利用阿基米德原理F_浮=ρ_液gv_排计算．

解答 解：（1）潜艇浸没在水中受到重力和水的浮力作用，在二力作用下，处于悬浮状态，受力平衡，二力大小相等；作图如下：

（2）潜艇受到海水的压强p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×100m=1.03×10⁶Pa；
（3）摄像观察玻璃窗口的压力F=PS=1.03×10⁶Pa×0.14×10^-4m²=14.42N；
（4）潜艇受浮力F_浮=ρ_液gv_排=1.03×10³kg/m³×10N/kg×1000m³=1.03×10⁷N；
答：（1）见上图；
（2）潜艇此时受到海水的压强为1.03×10⁶Pa；
（3）海水此时对摄像观察玻璃窗口的压力为14.42N；
（4）潜艇受到的浮力为1.03×10⁷N．

点评 本题考查了物体受力分析和作图方法，浮力、压力与液体压强的公式计算和应用，综合性强，有一定难度；还要注意单位的换算．