Question

8．2014年4月9日，我國(guó)372潛艇（如圖13所示）官兵在海中數(shù)百米深訓(xùn)練時(shí)突遭“斷崖”（海水密度隨深度增加而突然減小的現(xiàn)象）快速下沉的險(xiǎn)情，在危急時(shí)刻官兵不怕犧牲，憑著嫻熟的技術(shù)果斷處置，挽救了國(guó)家財(cái)產(chǎn)，打破了“斷崖”必艇毀人亡的世界慣例，受到中央軍委表彰．右表是372潛艇在常規(guī)海水（密度為1.03×10³kg/m³）中的基本參數(shù)．（g取10N/kg）
（1）當(dāng)潛艇在海面下潛航時(shí)，它排開海水的體積是多少？
（2）如果海水密度突然減小到1.01×10³kg/m³，則浮力會(huì)減小到多少？
（3）當(dāng)潛艇在海中快速下沉?xí)r，官兵緊急用壓縮空氣排出了水艙中的水，當(dāng)潛艇重力小于浮力后，發(fā)現(xiàn)潛艇仍會(huì)下沉一段時(shí)間，為什么？

海面上排水量（t）	2325
海面下排水量（t）	3090
海面上航速（km/h）	18.4
海面下航速（km/h）	31.3

Answer 1

分析 （1）已知潛艇的海面下排水量，根據(jù)密度的變形公式求出排開水的體積；
（2）根據(jù)F_浮=ρ_海水V_排g求出它受到的浮力；
（3））物體總有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫做慣性．一切物體都有慣性．

解答 解：（1）3090t=3.09×10⁶kg，所以潛艇在海面下潛航時(shí)，它排開海水的體積：
V_排=$\frac{m}{{ρ}_{海水}}$=$\frac{3.09×1{0}^{6}kg}{1.03×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=3000m³；
（2）受到的浮力：
F_浮=ρ_海水減V_排g=1.01×10³kg/m³×3000m³×10N/kg=3.03×10⁷N．
（3）當(dāng)潛艇在海中快速下沉?xí)r，官兵緊急用壓縮空氣排出了水艙中的水，當(dāng)潛艇重力小于浮力后，發(fā)現(xiàn)潛仍會(huì)下沉一段時(shí)間，這是因?yàn)闈撏Ь哂袘T性，要繼續(xù)保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
答：（1）排開海水的體積是3000m³；
（2）如果海水密度突然減小到1.01×10³kg/m³，則浮力會(huì)減小到3.03×10⁷N．
（3）因?yàn)闈撏Ь哂袘T性，要繼續(xù)保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查阿基米德原理及慣性，解答此題的關(guān)鍵是知道密度和浮力的計(jì)算公式．