Question

【题目】某型号一次性声呐,其内部有两个相同的空腔,每个空腔的容积为2×10-3m3,每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封密封盖在海水中浸泡24小时后,将被海水完全腐蚀。

某次公海军事演习,反潜飞机向海中投入该声呐,声呐在海中静止后露出整个体积的1/4,声呐处于探测状态,如图甲所示,24小时后,声呐没入海中处于悬浮状态,声呐停止工作,如图乙所示.再经过24小时后,声呐沉入海底,如图丙所示.已知ρ海水=1.1×103kg/m3,g取10N/kg,间:

(1)每个空腔能容纳海水的重量有多大

(2)声呐整个体积有多大?

(3)图甲中,声呐有多重?

(4)图丙中,海底对声呐的支持力有多大?

Answer 1

【答案】(1)22N；(2)8×10-3m3；(3)66N；(4)22N

【解析】

（1）． 每个空腔的容积为：

V空=2×10-3m3,

每个空腔能容纳海水的重量：

G水=海水gV空=1.1×103kg/m310N/kg2×10-3m3=22N;

（2）（3）． 声呐整个体积为V, 图甲中，声呐漂浮时：

F浮=海水gV=G声—————————①，

图乙中，声呐悬浮，下边的空腔进水，则此时，

F’浮=海水gV= G声G水——————————②；

联立①②得，

海水gV=海水gVG水；

代入数据得：

1.1×103kg/m310N/kgV=1.1×103kg/m310N/kgV22N,

解得：

V=8×10-3m3

声呐重力：

G声=海水gV=1.1×103kg/m310N/kg8×10-3m3=66N；

（4）．图丙中，声呐的两个空腔全部进水，总重力为G声2G水，浮力F’浮 = G声G水，

海底对声呐的支持力为：

N= G水=22N.

答：（1）．每个空腔能容纳海水的重量为22N；

（2）．声呐整个体积为8×10-3m3；

（3）．图甲中,声呐重66N；

（4）．图丙中,海底对声呐的支持力为22N。