潜水艇的体积为100m3,质量为6×104kg.如果使它悬浮在海中某处,它的上表面距海面20m,已知海水的密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg.求:(1)它上表面受到海水的压强大小.(2)此时水舱中充入海水的质量.
问题描述:
潜水艇的体积为100m3,质量为6×104kg.如果使它悬浮在海中某处,它的上表面距海面20m,已知海水的密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg.求:
(1)它上表面受到海水的压强大小.
(2)此时水舱中充入海水的质量.
答
知识点:此题是一道压强与浮力的综合计算题,解答时关键把握好已知量、未知量,然后结合已知量与未知量的关系得出相应的计算公式,进行解答.
(1)潜水艇悬浮在水中,且上表面距离海面20m,根据液体压强的计算公式:P=ρgh=1.03×103kg/m3×20m×10N/kg=2.06×105Pa.
(2)潜水艇悬浮在水中,故F浮=G物;
因为潜水艇浸没在水中,排开海水的体积等于潜水艇的体积,所以F浮=ρ液V物g=1.03×103kg/m3×100m3×10N/kg=1.03×106N;
潜水艇的重力:
G潜水艇=m潜水艇g=6×104kg×10N/kg=6×105N
G物=G潜水艇+G水,
所以G水=G物-G潜水艇=1.03×106N-6×105N=0.43×106N.
所以潜水艇中充入水的质量为:m水=
=G水 g
=4.3×104kg.0.43×106N 10N/kg
答:(1)上表面受到海水的压强2.06×105Pa;(2)水舱中充入海水的质量为4.3×104kg.
答案解析:(1)潜水艇悬浮在水中,且上表面距离海面20m,根据液体压强的计算公式:P=ρgh得出上表面所受海水的压强;
(2)潜水艇悬浮在水中,说明它所受的浮力等于潜水艇的重力,其中重力包括潜水艇本身的重力和充入海水的重力.
考试点:液体的压强的计算;密度公式的应用.
知识点:此题是一道压强与浮力的综合计算题,解答时关键把握好已知量、未知量,然后结合已知量与未知量的关系得出相应的计算公式,进行解答.