题目内容
【题目】庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行,图中093改进型攻击核潜艇于2019年4月27日公开亮相,进行了战略巡航。该潜艇最大核动力功率为2.8×104kW,完全下潜到海面下后的排水量为6.8×103t(取海水密度ρ=1×103kg/m3、g=10N/kg)。问:
(1)该潜艇悬浮时,其上一面积为0.05m2的整流罩距海面深度为200m,此时整流罩受到海水的压力为多少?
(2)若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为80%,该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时,受到的水平推力为1.6×106N,此时潜艇的巡航速度为多少?
(3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为1.5×103m3,此时潜艇的总重量是多少?
【答案】(1)1×105N;(2)14m/s;(3)5.3×107N。
【解析】
(1)潜艇下潜到200m深处时,h=200m;
此时整流罩所受海水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa;
整流罩的面积:S=0.05m2,由p=变形得,整流罩所受压力为:
F=pS=2×106Pa×0.05m2=1×105N,
(2)最大核动力功率:P总=2.8×104kW=2.8×107W;
根据η=可得有用功率:P有用=ηP总=80%×2.8×107W=2.24×107W;
由P=Fv得潜艇的巡航速度:v==
=14m/s;
(3)完全下潜到海面下后的排水量为6.8×103t,则V=V排==
=6.8×103m3,
潜艇浮出海面处于漂浮时,排开水的体积V排′=V-V露=6.8×103m3-1.5×103m3=5.3×103m3,
根据漂浮条件和F浮=ρ液gV排可得,此时潜艇的总重量:
G=F浮=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.3×103m3=5.3×107N。
答:(1)整流罩受到海水的压力为1×105N;
(2)潜艇的巡航速度为14m/s;
(3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,潜艇的总重量是5.3×107N。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验前为方便测量力臂,应将杠杆调节到_____位置平衡,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向_____(选“左”或“右”)端调节。
(2)调节平衡后,在杠杆B点处挂6个钩码,如图甲所示,则在A点处应挂_____个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景,已知杠杆每格长5cm,钩码每个重0.5N,请将弹簧测力计的示数填入下表。
实验序号 | 动力F1/N | 动力臂l1/m | 阻力F2/N | 阻力臂l2/m |
1 | _____ | 0.15 | 3.0 | 0.10 |
上述实验数据不符合杠杆平衡条件,出现问题的原因是_____。