题目

我国的潜艇部队已经成为维护海权的重要武装力量．现代潜艇主要分为核动力潜艇和常规动力潜艇两类．某海军常规潜艇在水面下匀速下潜时，潜艇质量和水舱中海水质量之和为2.06×10⁶kg．当其下潜到300米深度时，海军战士用压缩空气将部分海水压出水舱．当6×10⁴kg的海水被压出水舱后，潜艇漂浮在海面．
（海水的密度为1.03×10³kg/m³）

（1）在海面下300m处海水对潜艇的压强是多少？
（2）当潜水艇漂浮在水面时它排开海水的重量是多少？
（3）潜水艇浸没在海水中时受到的浮力是多少？排开水的体积是多少？

提问时间：2021-04-02

答案

（1）海水对潜艇的压强：
p=ρgh
=1.03×10³kg/m³×10N/kg×300m
=3.09×10⁶Pa；
（2）当潜水艇漂浮在水面时它排开海水的重量：
G_排=F_浮=G=（G₁-G₂）=（m₁-m₂）g
=（2.06×10⁶kg-6×10⁴kg）×10N/kg
=2×10⁷N；
（3）潜水艇在水面下匀速下潜时，
F′_浮=G₁=m₁g
=2.06×10⁶kg×10N/kg
=2.06×10⁷N；
排开水的体积：
V排＝

F′浮

ρ水g

＝

2.06×107N

1.03×103kg/m3×10N/kg

＝2×103m3．
答：（1）在海面下300m处海水对潜艇的压强是3.09×10⁶Pa；
（2）当潜水艇漂浮在水面时它排开海水的重量是2×10⁷N；
（3）潜水艇浸没在海水中时受到的浮力是2.06×10⁷N；
排开水的体积是2×10³m³．