Question

13．如圖是可供游客在海上游玩時的一種旅游觀光艇，此觀光艇的質(zhì)量為900kg，在海上航行最大速度為36km/h，最多可載的游客數(shù)量為20人，如果海水的密度取1.0×10³kg/m³，g=10N/kg，求
（1）該觀光艇在水面下70cm深處有一個面積為20cm²的小零件，求小零件受到的海水的壓力是多少？
（2）假設(shè)每位乘客的平均質(zhì)量為60kg，觀光艇滿載乘客時，此時浸入水中的體積多大？
（3）多艘觀光艇同時使用時，通常采用“一”字編隊形式前行，而不是并排前行為什么？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)液體內(nèi)部壓強的特點，由p=ρgh求解；
（2）漂浮的物體，所受的浮力與物體的重力相等，根據(jù)阿基米德原理解題；
（3）利用流體壓強的知識進行分析解答．

解答 解：（1）小零件受到海水的壓強為：p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.7m=7000Pa，
小零件受到海水的壓力為：F=pS=7000Pa×20×10^-4m²=14N；
（2）因為觀光艇漂浮，
所以觀光艇受到的浮力：F_浮=G_總=m_總g=（20×60kg+900kg）×10N/kg=2.1×10⁴N，
由F_浮=ρ_液gV_排可得，此時浸入水中的體積：V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.1×1{0}^{4}N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$═2.1m³；
（3）多艘觀光艇同時使用時，通常采用“一”字編隊形式前行，而不是并排前行，這是因為并排前行時，觀光艇之間水的流速大、壓強小，而外側(cè)水的流速小、壓強大，觀光艇易發(fā)生碰撞．
答：（1）小零件受到的海水的壓力是14N；
（2）觀光艇滿載乘客時，此時浸入水中的體積2.1m³；
（3）多艘觀光艇同時使用時，通常采用“一”字編隊形式前行，而不是并排前行，這是因為并排前行時，觀光艇之間水的流速大、壓強小，而外側(cè)水的流速小、壓強大，觀光艇易發(fā)生碰撞．

點評 本題考查了學(xué)生對漂浮條件以及流體壓強的掌握和運用，是一道力學(xué)綜合計算題．要求靈活運用所學(xué)公式及其變形公式求解．