【题目】我国自主研制的第三代常规动力潜艇具备先进的通讯设备、武器、导航等系统和隐蔽性强,噪声低、安全可靠等优异性能,主要技术参数如下表(海水的密度近似为1.0×
kg/m,g=10N/kg)。求:
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(1)潜艇在水上航行时受到的浮力是多少?在水下行驶时排开水的体积是多少?
(2)潜艇由水下某位置下潜到最大潜水深度处,潜艇上一个面积是400cm的观察口受到海水的压力增大了4×
N,则潜艇原来位置的深度是多少?
(3)潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶1h,发动机输出的能量是多少?若发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为80%,潜艇以最大航速匀速行驶时受到水的平均阻力f是多少?
【答案】见解析
【解析】(1)水上排水量为2250t,根据阿基米德原理知,排开水的重即为浮力,故浮力为:
;
水下排水量为3000t,排开水的体积为:
;
(2)潜艇上一个面积是400cm的观察口受到海水的压力增大了4×
N,增大的压强为:
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最深度处的压强为:![]()
某位置的压强为:![]()
该位置的深度为:
;
(3)潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶1h,发动机输出的能量是:
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螺旋桨推进器效率为80%,则螺旋桨推进器做的功为:
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匀速行驶时,牵引力与水的平均阻力f为一对平衡力,所以水的平均阻力f为:
。