题文

质量为8000t的潜水艇，在海面下10m处匀速前进搜索水下目标．完成搜索任务后停止前进，将水箱中的海水排出一部分，在关闭推进器的情况下匀速上升，匀速上升时受到海水的阻力为2×107N，最后浮出水面静止在海面上．求：（1）潜水艇匀速前进时受到的浮力？（2）潜水艇匀速上升时的质量？（3）潜水艇在海面静止时，露出海面的体积是其总体积的几分之几？

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）潜水艇在水中匀速前进时，竖直方向上受到浮力和重力，这两个力是平衡力，大小相等， 所以，F浮=G=mg=8000×103kg×10N/kg=8×107N． （2）潜水艇匀速上升时，受到的浮力、阻力和重力是平衡力， 所以G'+f=F浮， 所以，m'×10N/kg+2×107N=8×107N， 所以m'=6×106kg． （3）潜水艇全部浸没在水中受到的浮力是8×107N， ∵F'浮=ρ海水gV， ∴潜水艇的总体积：V= F浮 ρ海水g = 8×107N 1.0×103kg/m3×10N/kg =8000m3， 潜水艇在海面静止时，潜水艇受到的浮力等于重力， 所以，F'浮=ρ海水gV排=G'=m'g=6×106kg×10N/kg=6×107N， 所以，V排= 6×107N 1.0×103kg/m3×10N/kg =6000m3， 所以， V露 V  = 8000m3-6000m3  8000m3 = 1 4 ． 答：：（1）潜水艇匀速前进时受到浮力是8×107N． （2）潜水艇匀速上升时的质量是6×106kg． （3）潜水艇在海面静止时，露出海面的体积是其总体积的四分之一．

据专家权威分析，试题“质量为8000t的潜水艇，在海面下10m处匀速前进搜索水下目标．完成搜..”主要考查你对  液体压强的计算，浮力的应用，二力平衡的定义及条件  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

液体压强的计算浮力的应用二力平衡的定义及条件

考点名称：液体压强的计算

• 液体压强的计算公式：
  P=ρgh（ρ是液体密度，单位是千克/米³；g=9.8牛/千克；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是米。）

• 对液体压强公式的理解
  1．由公式可知，液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关，而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积等无关。
  
  2．公式只适用于计算静止的液体产生的压强，而对固体、气体或流动的液体均不适用。
  
  3．在液体压强公式中h表示深度，而不是高度。判断出h的大小是计算液体压强的关键，如图所示，甲图中A点的深度为30cm，乙图中B点的深度为 40cm．丙图中C点的深度为50cm。
  
  4．运用公式时应统一单位：ρ的单位用kg／m³，h 的单位用m，计算出的压强单位才是Pa。 
  
  5．两公式的区别与联系：是压强的定义式，  无论固体、液体还是气体，它都是普遍适用的；而是结合液体的具体情况通过推导出来的，所以适用于液体。

  6．用公式求出的压强是液体由于自身重力产生的压强，它不包括液体受到的外加压强。

  转换法和控制变量法探究液体压强大小跟哪些因素有关：
       在探究液体压强的大小时，由于液体压强的大小不易测量或是不能直接观测到它的大小，我们用“转换法”，通过液体压强计中两玻璃管液面的高度差的大小来比较液体压强的大小，将抽象的东西变成了直观且形象的东两，使问题简化了。
  
      由于液体内部压强跟液体的深度和液体密度两方面因素有关，所以在探究液体内部压强的规律时要采用控制变量法，即在探究液体压强与深度的关系时，要保持液体密度不变，在探究液体压强与液体的密度关系时，要保持液体的深度不变。

考点名称：浮力的应用

• 浮力的应用：轮船、潜水艇、气球和飞艇等。