Question

【題目】2014年4月，我海軍372號潛艇在高密度海水區域內沿水平方向勻速潛航，如圖所示.潛艇總質量3.3×103t，體積為3×103m3 ， 高密度海水密度為kg/m3.潛航時，不慎全部駛入密度為1.02×103kg/m3的低密度海水區域，導致浮力減小了N，導致潛艇加速下沉，當儀表顯示海水壓強為4×106Pa時，潛艇表面1cm2的面積受到海水壓力N，達到潛艇承受極限.官兵緊急排出水艙內的水，潛艇最終轉危為安.（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】1.1×103；2.4×106；400
【解析】潛艇的平均密度為ρ潛艇 =m潛艇/V=3.3×106kg/3×103m3=1.1×103 kg/m3 ，

所以高密度海水的密度為ρ高 =ρ潛艇 =1.1×103 kg/m3 ；

潛艇在高密度海水中受到的浮力為F浮 =G潛艇 =m潛艇 g=3.3×106kg×10N/kg=3.3×107 N，

潛艇在低密度海水中受到的浮力為F浮 ′=ρ低 gV排 =1.02×103 kg/m3×10N/kg×3×103 m3 =3.06×107 N；

潛艇受到的浮力減小了△F=F浮 -F浮 ′=3.3×107 N-3.06×107 N=2.4×106 N；

因為p=F/S，所以潛艇表面1cm2 的面積受到海水壓力為F=pS=4×106 Pa×10-4m 2 =400N.
故答案為：1.1×103；2.4×106；400.
潛艇在水中處于懸浮狀態，所受浮力等于自身重力；潛艇的平均密度等于海水的密度.理解懸浮時的特點是解題的關鍵.