题目内容
【题目】我国自主研制的第三代常规动力潜艇具备选进的通讯设备、武器系统、导航系统、水声对抗、隐蔽性强，噪声低、安全可靠等优异性能，主要技术参数如表：
排水量 | 水上2250t，水下3000t | 最大潜水深度 | 300 m |
最大航速 | 水上30 km/h，水下36 km/h | 最大输出功率（水下） | 3000 kW |
求：（海水的密度近似为1.0×103 kg/m3，g=10 N/kg）
（1）该潜艇的体积为多大？
（2）潜艇下潜到200 m深处时，潜艇上一个面积是400 cm2的观察窗口受到海水的压力为多大？
（3）潜艇在水下执行巡航任务，以最大航速匀速行驶5 h的路程为多少？若潜艇发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为80%，潜艇以最大航行驶时受到水的平均阻力f为多大？
【答案】（1）
；（2）8×104 N；（3）
【解析】
（1）水下排水量为3000吨，由
可知，露出的体积：
；
（2）潜艇下潜到200m深处时，h=200m，此时观察窗口所受海水的压强：
=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa，观察窗口的面积：S=400cm2=0.04m2，由压强公式
得，观察窗口所受压力为：
=2×106Pa×0.04m2=8×104N；
（3）潜艇在水下的最大航速：v=36km/h=10m/s，由
得，行驶5h的路程：
=36km/h×5h=180km，最大输出功率：P总=3000kW=3×106W，由
得有用功率：P有用=ηP总=80%×3×106W=2.4×106W，由
得牵引力：
；由于潜艇以最大航速匀速行驶，受到平衡力作用，则水的平均阻力f=F=2.4×105N．
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