Question

【題目】我國自主研制的第三代常規(guī)動力潛艇具備先進(jìn)的通訊設(shè)備、武器、導(dǎo)航等系統(tǒng)和隱蔽性強，噪聲低、安全可靠等優(yōu)異性能，主要技術(shù)參數(shù)如下表（海水的密度近似為1.0×103kg/m，g=10N/kg）。

排水量	水上2250噸，水下3000噸	最大潛水深度	300m
最大航速	水上30km/h，水下36km/h	最大輸出功率（水下）	3000kW

求：(1)潛艇在水上航行時受到的浮力是多少？在水下行駛時排開水的體積是多少？

(2)潛艇在水下以最大輸出功率勻速行駛1h，發(fā)動機輸出的能量是多少？若發(fā)動機以最大輸出功率工作時螺旋槳推進(jìn)器效率為80％，潛艇以最大航速勻速行駛時受到水的平均阻力f是多少？

Answer 1

【答案】（1）2.25×107N；3000m3（2）1.08×1010J：2.4×105N

【解析】

（1）因為潛艇在水上航行時，排水量為2250t，

所以潛艇在水上航行時受到的浮力是：F浮=G排上=m排上g=2250=2.25N，因為在水下行駛時，排水量為3000t，所以在水下行駛時排開水的體積是：V排下=3000；

（2）最大輸出功率為3000kW=3，

所以潛艇在水下以最大輸出功率勻速行駛1h，發(fā)動機輸出的能量是：

W=Pt=3W3600s=1.08J.

若發(fā)動機以最大輸出功率工作時螺旋槳推進(jìn)器效率為80%，

所以螺旋槳推進(jìn)器的功率為：=803W=2.4W,

所以，根據(jù)公式P=可得，此時螺旋槳推進(jìn)器的推動力為：
F=2.4N,因為潛艇以最大航速勻速行駛，所以受到水的平均阻力為：

f=F=2.4N.