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潜水艇截面如图所示,其总体积为1.5×103m3,艇内两侧有水舱,通过向水舱中充...

潜水艇截面如图所示,其总体积为1.5×103m3,艇内两侧有水舱,通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮.(海水密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg) 
(1)水舱未充海水时,潜水艇总重为9.27×106 N,此时漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是多少?
(2)为使潜水艇完全潜入海水中,至少应向水舱充入多重的海水?

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(1)潜水艇处于漂浮状态,利用平衡条件求出潜水艇受到的浮力,然后利用浮力的计算公式求出排开海水的体积; (2)利用浮力公式求出潜水艇完全潜入海水中时,潜水艇受到的浮力,然后由平衡条件求出此时潜水艇的重力, 最后求出潜水艇充入海水的重力大小. 【解析】 (1)潜水艇受到的浮力F浮=G艇=9.27×106 N, ∵F浮=ρ海水gV排, ∴潜水艇排开水的体积: V排===900m3; (2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力 F浮′=ρ海水gV排′=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.545×107N, 此时潜水艇的总重力G′=F浮′=1.545×107N, 需要注入海水的重力G海水=G′-G潜水艇=1.545×107N-9.27×106N=6.18×106N; 答:(1)漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是=900m3. (2)为使潜水艇完全潜入海水中,至少应向水舱充入6.18×106N的海水.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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