第76页

信息发布者:
$解:​(1)F_浮=ρ_水gV=1.0×10^3\ \mathrm {kg/m}^3×10\ \mathrm {N/kg}×$
$1.87×10^4\ \mathrm {m^3}=1.87×10^8\ \mathrm {N}​$
$​ (2)V_排=\frac {m_排}{ρ_水}=\frac {16600×10^3\ \mathrm {kg}}{1.0×10^3\ \mathrm {kg/m}^3}=16600\ \mathrm {m^3}​$
$​ V_露=V-V_排=1.87×10^4\ \mathrm {m^3}-16600\ \mathrm {m^3}=2100\ \mathrm {m^3} ​$
【分析】
(1)潜水艇在水下航行时,完全浸没在海水中,排开水的体积等于潜艇的总体积,根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$即可计算出所受浮力;
(2)潜水艇浮在水面航行时处于漂浮状态,此时排开水的质量等于排水量,先利用密度公式$ρ=\frac{m}{V}$的变形公式$V_{排}=\frac{m_{排}}{ρ_{水}}$算出排开水的体积,再用潜艇总体积减去排开水的体积,就能得到露出水面的体积。
【解析】
(1)潜水艇在水下航行时,排开水的体积$V_{排}=V_{艇}=1.87×10^4\ \mathrm{m^3}$,根据阿基米德原理:
$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×1.87×10^4\ \mathrm{m^3}=1.87×10^8\ \mathrm{N}$
(2)潜水艇浮在水面时,排开水的质量$m_{排}=16600t=16600×10^3\ \mathrm{kg}$,由$ρ=\frac{m}{V}$可得排开水的体积:
$V_{排}'=\frac{m_{排}}{ρ_{水}}=\frac{16600×10^3\ \mathrm{kg}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}}=16600\ \mathrm{m^3}$
则露出水面的体积:
$V_{露}=V_{艇}-V_{排}'=1.87×10^4\ \mathrm{m^3}-16600\ \mathrm{m^3}=2100\ \mathrm{m^3}$
【答案】
(1) $1.87×10^8\ \mathrm{N}$
(2) $2100\ \mathrm{m^3}$
【知识点】
阿基米德原理、漂浮条件
【点评】
本题考查阿基米德原理和物体漂浮条件的应用,解题关键是明确:水下航行时排开液体体积等于潜艇总体积;漂浮时排开水的质量等于排水量,同时要注意单位的正确换算。
【难度系数】
0.7