Question

20．戰(zhàn)略核潛艇是三維核打擊的重要一環(huán)，對外有很強的核威懾作用，設某戰(zhàn)略核潛艇的水上排水量為9200t，水下排水量為10000t，艇長140m，艇寬12m，最大下滑深度達300m，海水的密度近似為ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg．
（1）潛艇在水下航行的過程中，要利用聲吶和雷達系統(tǒng)對目標進行探測和定位，聲吶和雷達系統(tǒng)分別是超聲波和電磁波來工作的；
（2）潛艇在水下航行時，所受浮力是多少？
（3）當潛艇在水面航行時，露出水面的體積是多少？

Answer 1

分析 （1）聲納也叫超聲雷達，潛艇發(fā)出超聲，遇到目標再反射回來，根據(jù)接收到的信息對目標進行定位；雷達系統(tǒng)利用的是電磁波；
（2）利用阿基米德原理求浮力，浸入液體中的物體所受浮力等于排開液體的重力．
（3）分別求出潛艇浸沒水中、在水面上排開水的體積，二者之差即露出水面的體積．

解答 解：（1）聲納是通過發(fā)出、接收超聲，利用回聲定位的原理對目標進行定位的，這說明聲可以傳遞信息．
雷達系統(tǒng)能夠發(fā)出電磁波，電磁波一遇到障礙，就會反射回來，顯示在熒光屏上；
（2）潛艇在水下航行時：
F_浮2=G_排2=1.0×10⁷kg×10N/kg=1.0×10⁸N；
（3）潛艇在水面上時：
V_排1=$\frac{{m}_{排1}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{9200×1{0}^{3}kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=9200m³；
核潛艇的總體積：V=V_排2=$\frac{{m}_{排2}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{10000×1{0}^{3}kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=10000m³；
所以露出的體積為：V_露=V-V_排1=10000m³-9200m³=800m³；
故答案為：（1）超聲；電磁；
（2）潛艇在水下航行時，所受浮力是1.0×10⁸N；
（3）當潛艇在水面航行時，露出水面的體積是800m³．

點評 本題考查了學生對阿基米德原理、以及超聲波的掌握和運用，反映利用所學知識分析解決實際問題的能力，學以致用！