2000年8月12日,质量为1.4×107kg的俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难,引起国际社会的普遍关注.对考虑以下的几个问题,请你计算解答.(取ρ海水-1.

发布时间:2020-07-29 06:42:17

2000年8月12日,质量为1.4×107kg的俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难,引起国际社会的普遍关注.对考虑以下的几个问题,请你计算解答.(取ρ海水-1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)探测专家用超声波探测潜艇的确切位置,超声波在海水中的波速为1500m/s,在潜艇正上方海面向下发出超声波,从超声波发出直至接收到潜艇的回波经历时间为0.14s,则潜艇沉没的实际深度为多少?
(2)经研究,“库尔斯克”号的打捞方案之一,是在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋,若每个浮力袋充气后的体积为10m3,则至少需用这种浮力袋多少个?(不计浮力袋和绳的重力、潜艇的体积及浮力袋和潜艇所受水的阻力)
(3)按海难救援国际惯例,8月19号晚,挪威潜水员曾抵达“库尔斯克”号打开紧急逃生舱盖,若舱盖面积为0.6m2,则海水对舱盖的压力多大?

网友回答

解:
(1)超声波从海面到潜艇用的时间:
t=×0.14s=0.07s,
∵v=
∴潜艇所在的深度:
h=S=vt=1500m/s×0.07s=105m;
(2)核潜艇受到的重力为G=mg=1.4×107kg×10N/kg=1.4×108N
所以受到的浮力不小于F浮=G=1.4×108N
一个浮力袋受到的浮力为F0=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m3=105N
需要浮力袋的数量为n===1400;
(3)核潜艇受到海水的压强:
P=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×105m=1.05×106Pa.
∵P=
∴舱盖受到海水的压力为F=PS=1.05×106Pa×0.6m2=6.3×105N.
答:
(1)潜艇所在的深度是105m;
(2)至少需要1400个浮力袋;
(3)舱盖受到海水的压力为6.3×105N.
解析分析:(1)知道超声波从海面到潜艇再返回海面的时间,可以求出超声波从海面到潜艇的时间,又知道声速,利用速度公式求潜艇所在的深度;(2)已知核潜艇的质量,可以得到其重力;要使浮力袋将核潜艇浮起,其浮力不能小于其重力;已知每个浮力袋的体积,利用F浮=ρ液gV排可以得到每个浮力袋受到的浮力;已知每一浮力袋受到的浮力和需要的最小浮力,可以得到浮力袋的数量;(3)已知核潜艇所在的深度和海水的密度,可以得到核潜艇受到海水的压强;已知核潜艇受到的压强和舱盖面积,利用公式F=PS得到海水对舱盖的压力.

点评:本题考查了学生对速度公式、阿基米德原理和液体压强公式及其变形公式的掌握和运用,求出超声波单趟(从海面到潜艇)用的时间是本题的关键之一.
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