Question

【題目】如圖甲是我國新型戰略核潛艇，下表是其部分性能參數：g取10 N/kg，海水的密度取ρ海水=1.0×103 kg/m3，求：

(1)核潛艇在水面航行時受到的浮力；

(2)核潛艇下潛到最大深度時受到水的壓強；

(3)若核潛艇以水下巡航速度做水平勻速直線運動，所受阻力與速度的關系如圖乙所示，它的動力功率是多少？（取1節＝0.5 m/s）

水下排水量	11500噸	水下最大航速	36節
水面排水量	9000噸	水下巡航速度	20節
艇長	135米	最大潛深	350米
艇長	13米	發電機最大功率	25000千瓦

Answer 1

【答案】(1) 9×107N；(2) 3.5×106Pa；(3) 3×106W

【解析】

(1)由表格數據可知，在水面上航行時，水面排水量

m排=9000t=9×106kg

則核潛艇在水面航行時受到的浮力

F浮=G排=m排g=9×106kg×10N/kg=9×107N

(2)下潛最大深度是350m，受到海水的壓強

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×350m=3.5×106Pa

(3)核潛艇在水下巡航時，做水平勻速直線運動，受到的動力和阻力是一對平衡力，大小相等，它在水下航行速度為20節時，由圖象可知

F=f=30×104N

因此動力的功率

P==Fv=30×104N×20×0.5m/s=3×106W

答：(1)核潛艇在水面航行時受到的浮力為9×107N；

(2)下潛到最大深度時受到水的壓強為3.5×106Pa；

(3)若核潛艇在水下巡航時，做水平勻速直線運動，所受阻力與速度的關系如圖乙所示，它的動力功率是3×106W。