Question

【题目】战略核潜艇又被称为弹道导弹核潜艇，是因为潜艇所携带的弹道导弹射程远达到或超过8000公里，弹道导弹弹头具有分弹头，而且是核弹头，对别国有威慑力量．下图是我国新型核潜艇，是保卫国家安全的利器．它的部分性能参数如下：水下排水量11500吨；水面排水量9000吨；水下巡航速度20节；最大潜深350米．求：
（1）核潜艇在水面航行时受到的浮力多大？
（2）该核潜艇下潜到最大深度时受到水的压强为多少？此时核潜艇上一个面积是400cm2的观察窗口受到海水的压力多大？
（3）若核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，所受阻力为3×105N，则它的动力功率是多少？（1节≈0.5m/s，g=10N/kg，ρ海水=1×103kg/m3）

Answer 1

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

则潜艇在水面航行时受到的浮力F浮=G排=m排g=9×106kg×10N/kg=9×107N

（2）解：潜艇下潜到最大深度时P=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×350 m=3.5×106Pa；

由P= 可得，此时观察窗口所受到的压力：F=PS=3.5×106 Pa×400×10﹣4m2=1.4×105N

（3）解：因为潜艇做匀速运动，所以F牵=f=3×105N

则动力的功率P=F牵v=3×105 N×20×0.5 m/s=3×106 W

【解析】（1）核潜艇完全浸没时排开海水的体积等于物体体积，根据F浮=ρ液gV排就可以计算出它受到的浮力．（2）知道核潜艇下潜的深度，根据p=ρgh可以求出海水对观察窗口的压强，由公式F=pS可以求出海水对观察窗口的压力；（3）由P=Fv可求功率．
【考点精析】利用阿基米德原理和功率的计算与测量对题目进行判断即可得到答案，需要熟知阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．