题文

潜水艇的体积为100m3，质量为6×104kg．如果使它悬浮在海中某处，它的上表面距海面20m，已知海水的密度为1.03×103kg/m3，g取10N/kg．求： （1）它上表面受到海水的压强大小． （2）此时水舱中充入海水的质量．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）潜水艇悬浮在水中，且上表面距离海面20m，根据液体压强的计算公式：P=ρgh=1.03×103kg/m3×20m×10N/kg=2.06×105Pa． （2）潜水艇悬浮在水中，故F浮=G物； 因为潜水艇浸没在水中，排开海水的体积等于潜水艇的体积，所以F浮=ρ液V物g=1.03×103kg/m3×100m3×10N/kg=1.03×106N； 潜水艇的重力： G潜水艇=m潜水艇g=6×104kg×10N/kg=6×105N G物=G潜水艇+G水， 所以G水=G物-G潜水艇=1.03×106N-6×105N=0.43×106N． 所以潜水艇中充入水的质量为：m水= G水 g = 0.43×106N 10N/kg =4.3×104kg． 答：（1）上表面受到海水的压强2.06×105Pa；（2）水舱中充入海水的质量为4.3×104kg．

据专家权威分析，试题“潜水艇的体积为100m3，质量为6×104kg．如果使它悬浮在海中某处，它..”主要考查你对  液体压强的计算，密度公式的应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

液体压强的计算密度公式的应用

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：密度公式的应用

• 密度公式的应用：
  （1）利用m=ρV求质量；利用V=m/ρ求体积
  
  （2）对于密度公式，还要从以下四个方面理解
  ①同种物质，在一定状态下密度是定值，它不随质量大小或体积大小的改变而改变。当其质量（或体积）增大几倍时，其体积（或质量）也随着增大几倍，而比值是不变的。因此，不能认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比；
  ②具有同种物质的物体，在同一状态下，体积大的质量也大，物体的体积跟它的质量成正比；
  ③具有不同物质的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量也大，物体的质量跟它的密度成正比；
  
  ④具有不同物质的物体，在质量相同的条件下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比。

• 密度公式的应用：
  1. 有关密度的图像问题
  此问题一般是给出质量一体积图像，判断或比较物质密度。解答时可在横坐标(或纵坐标)任选一数值，然后在纵坐标(或横坐标)上找到对应的数值，进行分析比较。
   例1如图所示，是甲、乙两种物质的m一V图像，由图像可知(   )
  A．ρ_甲>ρ_乙
  B．ρ_甲=ρ_乙
  C．ρ_甲<ρ_乙
  D．无法确定甲、乙密度的大小
  
  解析:要从图像直接看出甲、乙两种物质的密度大小目前还做不到，我们要先借助图像，根据公式ρ =