潜水艇在海底航行时排水量为m1,在海面上航行时排水质量为m2,设海水的密度为ρ,则它在海底航行时所受浮力等于______,潜艇潜入海水中要充入海水的质量为______.
问题描述:
潜水艇在海底航行时排水量为m1,在海面上航行时排水质量为m2,设海水的密度为ρ,则它在海底航行时所受浮力等于______,潜艇潜入海水中要充入海水的质量为______.
答
知识点:本题为力学综合题,知识点多,比较复杂,要求灵活运用所学公式,特别是阿基米德原理和漂浮条件的综合应用.
(1)潜水艇在海底航行时受到的浮力:
F浮=G排=m排g=m1g.
(2)在海面上航行时受到的浮力:
F浮′=G排′=m排′g=m2g,
∵潜水艇漂浮,∴此时船重:G=F浮′=m2g,
要使潜艇潜入海面下,设充入的海水重为G水,
G+G水=F浮=m1g,即:m2g+G水=F浮=m1g,
∴G水=m1g-m2g=(m1-m2)g,
充入海水的质量m水=
=G水 g
=m1-m2.(m1−m2)g g
故答案为:m1g;m1-m2.
答案解析:(1)已知潜水艇在海底航行时排开水的质量,利用重力公式求排开水重,再利用阿基米德原理求受到的浮力大小;
(2)在海面上航行时排水的质量,利用重力公式求排开水重,再利用漂浮条件求受到的浮力和此时船重,要使潜艇潜入海面下,船重加上水舱里的水重要等于潜水艇在海面下航行时所受浮力,据此求要充入的海水重.
考试点:浮力大小的计算.
知识点:本题为力学综合题,知识点多,比较复杂,要求灵活运用所学公式,特别是阿基米德原理和漂浮条件的综合应用.