Question

【題目】戰(zhàn)略核潛艇又被稱為彈道導(dǎo)彈核潛艇，是因為潛艇所攜帶的彈道導(dǎo)彈射程遠(yuǎn)達(dá)到或超過8000公里，彈道導(dǎo)彈彈頭具有分彈頭，而且是核彈頭，對別國有威懾力量．下圖是我國新型核潛艇，是保衛(wèi)國家安全的利器．它的部分性能參數(shù)如下：水下排水量11500噸；水面排水量9000噸；水下巡航速度20節(jié)；最大潛深350米．求：
（1）核潛艇在水面航行時受到的浮力多大？
（2）該核潛艇下潛到最大深度時受到水的壓強(qiáng)為多少？此時核潛艇上一個面積是400cm2的觀察窗口受到海水的壓力多大？
（3）若核潛艇在水下巡航時，做水平勻速直線運(yùn)動，所受阻力為3×105N，則它的動力功率是多少？（1節(jié)≈0.5m/s，g=10N/kg，ρ海水=1×103kg/m3）

Answer 1

【答案】
（1）解：由表格可知，在水面上航行時m排=9 000 t=9×106kg

則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）解：潛艇下潛到最大深度時P=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×350 m=3.5×106Pa；

由P= 可得，此時觀察窗口所受到的壓力：F=PS=3.5×106 Pa×400×10﹣4m2=1.4×105N

（3）解：因為潛艇做勻速運(yùn)動，所以F牽=f=3×105N

則動力的功率P=F牽v=3×105 N×20×0.5 m/s=3×106 W

【解析】（1）核潛艇完全浸沒時排開海水的體積等于物體體積，根據(jù)F浮=ρ液gV排就可以計算出它受到的浮力．（2）知道核潛艇下潛的深度，根據(jù)p=ρgh可以求出海水對觀察窗口的壓強(qiáng)，由公式F=pS可以求出海水對觀察窗口的壓力；（3）由P=Fv可求功率．
【考點(diǎn)精析】利用阿基米德原理和功率的計算與測量對題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．