Question

潜水艇是靠改变自身重力来实现浮沉的，潜水艇在国防中起着重要的作用，现有一艘潜艇其漂浮（此时水仓无水）是受到的浮力为9×10⁶N．求
（1）该潜艇的质量．
（2）当潜艇潜到水下300m时，其受到水的压强是多大？
（3）潜艇在水下300m时，其水仓内水的体积恰好等于其水仓无水时排开水的体积，求其受到的浮力是多大？

Answer 1

分析：（1）当潜水艇漂浮在水面上时，受到的浮力大小等于自身的重力，再根据m=

G

g

求出潜水艇的质量；
（2）知道潜水艇下潜的深度，根据液体压强的计算公式P=ρgh计算出水的压强；
（3）潜水艇在水下潜浮时，受到的浮力等于自身重力和水仓内水的重力的和．

解答：解：（1）∵潜艇漂浮（此时水仓无水）时受到的浮力为9×10⁶N，
∴潜水艇自身的重力（水仓内无水）G_艇=9×10⁶N，
因此潜水艇的质量：m_艇=

G艇

g

=

9×106N

10N/kg

=9×10⁵kg
答：该潜水艇的质量是9×10⁵kg．
（2）当潜艇潜到水下300m时，其受到水的压强：
P=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×300m=3×10⁶Pa
答：当潜艇潜到水下300m时，其受到水的压强是3×10⁶Pa．
（3）潜艇在水下300m时，其水仓内水的体积恰好等于其水仓无水时排开水的体积，
所以：潜水艇自身的重力以及水仓内水的重力是G_总=9×10⁶N+9×10⁶N=1.8×10⁷N．
答：潜艇在水下300m时受到的浮力是1.8×10⁷N．

点评：本题考查潜水艇压强和浮力的相关计算，解题的关键是知道，潜水艇无论漂浮还是悬浮受到的浮力和它的重力是相等的，这里不要忽略水仓内水的重力．