我國自主研製的第三代常規動力潛艇（如圖所示），它具備選進的通訊設備、武器系統、*系統、水聲對抗、隱蔽*強，噪...

問題詳情：

我國自主研製的第三代常規動力潛艇（如圖所示），它具備選進的通訊設備、武器系統、*系統、水聲對抗、隱蔽*強，噪聲低、安全可靠等優異*能，主要技術參數如表：

求：（海水的密度近似為1.0×103kg/m3，g=10N/kg）

（1）因訓練任務需要潛艇在水上航行，此時露出水面的體積為多大？

（2）潛艇下潛到200m深處時，潛艇上一個面積是400cm2的觀察窗口受到海水的壓力為多大？

（3）潛艇在水下執行巡航任務，以最大航速勻速行駛5h的路程為多少？若潛艇發動機以最大輸出功率工作時螺旋槳推進器效率為80%，潛艇以最大航行駛時受到水的平均阻力f為多大？

【回答】

【考點】液體的壓強的計算；速度公式及其應用；阿基米德原理；功率計算公式的應用．

【分析】（1）根據潛艇在水下與水上航行時減小的排水量，利用ρ=求出露出的體積．

（2）運用液體壓強公式p=ρgh，可求壓強大小．再根據F=pS可求壓力．

（3）利用v=即可求出路程；根據功率公式P=Fv，變形可求牽引力F，進而求出阻力．

【解答】解：（1）水下排水量為3000噸，水上排水量為2250噸，

潛艇在水上航行與水下航行相比，減小的排水量：

△m排=m排2﹣m排1=3000t﹣2250t=750t=7.5×105kg，

由ρ=可知，露出的體積：V露=△V排===750m3．

（2）潛艇下潛到200m深處時，h=200m；

此時觀察窗口所受海水的壓強：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa．

觀察窗口的面積：S=400cm2=0.04m2，

由壓強公式p=變形得，觀察窗口所受壓力為：F=pS=2×106Pa×0.04m2=8×104N．

（3）潛艇在水下的最大航速：v=36km/h=10m/s，

由v=得，行駛5h的路程：s=vt=36km/h×5h=180km；

最大輸出功率：P總=3000kW=3×106W；

由η=得有用功率：P有用=ηP總=80%×3×106W=2.4×106W；

由P=Fv得牽引力：F===2.4×105N；

由於潛艇以最大航速勻速行駛，受到平衡力作用，則水的平均阻力f=F=2.4×105N．

答：（1）因訓練任務需要潛艇在水上航行，此時露出水面的體積為750m3．

（2）觀察窗口受到海水的壓力為8×104N．

（3）潛艇在水下執行巡航任務，以最大航速勻速行駛5h的路程為180km；潛艇以最大航行駛時受到水的平均阻力f為2.4×105N．

知識點：八年級下

題型：計算題