一艘潜水艇的艇壳体积是8000m3,其内部水舱的体积是2000m3,当它潜入水下航行时,水舱正好灌满水,此时潜水艇受到的浮力是______ N;当潜水艇排空水舱中的水时,潜水艇航行时受到的浮力是______ N,此时潜水艇艇壳有______ m3的体积露出水面.(取g=10N/kg)
问题描述:
一艘潜水艇的艇壳体积是8000m3,其内部水舱的体积是2000m3,当它潜入水下航行时,水舱正好灌满水,此时潜水艇受到的浮力是______ N;当潜水艇排空水舱中的水时,潜水艇航行时受到的浮力是______ N,此时潜水艇艇壳有______ m3的体积露出水面.(取g=10N/kg)
答
水箱正好灌满水,此时潜水艇受到的浮力:
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8000m3=8×107N,
一箱水的重力:
G水=m水g=ρV箱g=1.0×103kg/m3×2000m3×10N/kg=2×107N,
所以潜水艇的自重:
G潜=F浮-G水=8×107N-2×107N=6×107N,
当潜水艇排完水箱中水时,潜水艇航行时受到的浮力:
F浮1=G潜=6×107N,
此时排开水的体积:
V1=
=F浮1 ρg
=6000m3,6×107N 1.0×103kg/m3×10N/kg
所以露出水面的体积为V露=V排-V1=8000m3-6000m3=2000m3.
故答案为:8×107;6×107;2000.
答案解析:已知潜水艇的体积,根据浮力公式可求潜水艇受到的浮力,此时潜水艇悬浮,受到的浮力等于现在自身的重力,等于潜水艇的重力与一箱水的重力之和;
当潜水艇排完水箱中水时,潜水艇漂浮,潜水艇航行时受到的浮力等于潜水艇的重力,根据浮力公式可求排开水的体积,进一步求出露出水面的体积.
考试点:浮力大小的计算;阿基米德原理.
知识点:本题考查浮力、重力、体积等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道物体漂浮或悬浮时浮力等于自身的重力.