问题标题：
我国载人潜水器下潜深度5000m，长、宽、高分别是8.0m、3.0m与5.0m，空重为22t，舱内的压强为1标准大气压，最大荷载是300kg，最大工作设计深度为7000m．已知ρ海水=l.0×103kg/m3，g=10N/kg，p
问题描述：
我国载人潜水器下潜深度 5000m，长、宽、高分别是 8.0m、3.0m 与 5.0m，空重为 22t，舱内的压强为 1 标准大气压，最大荷载是 300kg，最大工作设计深度为 7000m．已知 ρ海水=l.0×103kg/m3，g=10N/kg，p 0=76cmHg=1.0l3×103Pa=l0.336m 水柱．设海水密度不随深度的变化而改变，计算结果保留 3 位小数．
（1）若把潜水器简化成如图所示的长方体，当它悬停在水中长方体的六个面是否都受到来自水的压力？哪些力之间是相互平衡的力？请在右图中画出竖直方向的受力．（设前、后、左、右、上、下各表面依次用 S1、S2、S3、S4、S5、S6 表示）
（2）当潜水器下潜深度达 5000m 时（长方体的下表面距水面距离），下表面 S6 所受的压强和压力各是多少？
（3）若空重为 22t，荷载 300kg 的潜水器下潜深度达到 7000m，当潜水器悬停在海水中时受到的浮力是多少？水箱中应注入多少 kg 的海水？
冯博琴回答：
（1）浸在水中的长方体6个面都受到水对它的压力．前后两面、左右两面，所处的深度相同，所以前后两面以及左右两面所受的压力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，分别是一对平衡力；上下两面所处的深度不同，所受水的压力大小不同，所以上下两面所受的水的压力不是一对平衡力，下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力，两个力的差即为浮力的大小，所以在竖直方向上受到的力有浮力和重力，潜水器悬停在水中，所以浮力与重力是一对平衡力．竖直方向的受力示意图如下：
（2）当潜水器下潜深度达 5000m 时，下表面 S6 所受的压强P=ρ海水gh=l.0×103kg/m3×10N/kg×5000m=5×107Pa，
S6=8.0m×3.0m=24m2，
所受的压力：F=PS=5×107Pa×24m2=1.2×109N．
答：下表面 S6 所受的压强和压力各是5×107Pa和1.2×109N．
（3）V排=V=8.0m×3.0m×5.0m=120m3，
潜水器悬停在海水中时受到的浮力F浮=ρ海水gV排=l.0×103kg/m3×10N/kg×120m3=1.2×106N，
∵此时F浮=G=（m空+m荷载+m注入的海水）g
∴m注入的海水=F
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