题目
题型:不详难度:来源:
某满负荷时质量为1.8×105kg、体积为2×103m3的潜水艇,潜行在水面气压为1.0×105Pa、海水密度近似取作1.0×103kg/m3的海中.
(1)请扼要地简述水下均衡设备是如何使潜水艇下潜至预定航深的.
(2)该潜艇载水舱的容积起码应多大,才能在舱中注满水后,使潜艇下潜?
(3)若该潜水艇载水舱中排水泵的排水功率为0.1MW,排水流量为15m3/min,为防止载水舱中的水排不出而不能恢复储备浮力,出现潜航事故,该潜艇最大潜水深度不能超过多深?
答案
(2)∵潜水艇潜没在水中时受到的浮力为:
F浮=ρ水gV艇=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×103m3=2×107N
潜水艇的重力为:
G艇=m艇g=1.8×105kg×10N/kg=1.8×106N
∴载水舱中应注水的重为:
G水=F浮-G艇=2×107N-1.8×106N=1.82×107N
应注水的质量为:
m水=
G水 |
g |
1.82×107N |
10N/kg |
应注水的体积为:
V水=
m水 |
ρ水 |
1.82×106kg |
1.0×103kg/m3 |
∴载水舱的体积应为:V舱>1.82×103m3
(3)∵排水泵对载水舱内水的压强为:
p泵=
F压 |
S |
F压 | ||
|
F压t |
V水 |
W泵 |
V水 |
P泵t |
V水 |
又根据流量的定义式Q=
V |
t |
t |
V水 |
1 |
Q水 |
∴排水泵的排水压强为:
p泵=
P泵 |
Q水 |
105W |
15m3/60s |
∵要能把舱内的水排出,必须满足:p泵>p海水+p大气
则舱外海水对潜水艇的压强必须:
p海水<p泵-p大气=4×105Pa-105Pa=3×105Pa
∴潜水艇潜水深度不能超过:
h水深=
p海水 |
ρ海水g |
3×105Pa |
1.0×103kg/m3×10N/kg |
答:(1)如上所述.
(2)该潜艇载水舱的容积不能小于1.82×103m3;
(3)该潜艇最大潜水深度不能超过30m.
核心考点
试题【潜水艇的下潜上浮,水下均衡,保持和变换航向、深度等,均由操纵系统来完成.操纵系统中,使潜艇载水舱注满水时,增加的重量抵消其储备浮力,这时潜艇从水面潜入水下;当用】;主要考察你对物体的浮沉条件及其应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
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A.F浮1>F浮2 | B.F浮1=F浮2 | C.F浮1<F浮2 | D.无法比较 |
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20191104/20191104025444-17633.png)
(1)请你推导出物块的密度ρ物与液体的密度ρ液的大小关系.
(2)小物块受到的浮力为多少?
(3)杯子对水平桌面的压强为多大?
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