Question

4．如圖所示是094型彈道導(dǎo)彈核潛艇，它是我國(guó)最先進(jìn)的以核反應(yīng)堆為動(dòng)力來源的潛艇，其體積為5×10³m³，水下持續(xù)航行可達(dá)20萬海里，最大下潛深度達(dá)300m．（g=10N/Kg，ρ_水=1×10³Kg/m³）問：
（1）核反應(yīng)堆中發(fā)生的是重核裂變反應(yīng)．
（2）它在潛入到水下執(zhí)行任務(wù)時(shí)所受浮力．
（3）它潛入到水下200m時(shí)，它的一個(gè)面積為1.2m²的艙蓋所受海水的壓強(qiáng)和壓力．

Answer 1

分析 （1）核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時(shí)放出的核能來發(fā)電的．核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆是通過可控裂變（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）釋放能量的．
（2）潛水艇完全浸沒時(shí)排開海水的體積等于物體體積，根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排就可以計(jì)算出它受到的浮力．
（3）知道潛水艇下潛的深度，根據(jù)p=ρgh可以求出海水對(duì)潛水艙蓋的壓強(qiáng)，由公式F=pS可以求出海水對(duì)艙蓋的壓力．

解答 解：（1）核反應(yīng)堆發(fā)生的是重核裂變反應(yīng)；
（2）潛水艇在潛入到水下執(zhí)行任務(wù)時(shí)，排開海水的體積等于其自身體積V=5×10³m³，
故潛水艇受到的浮力：F_浮=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5×10³m³=5×10⁷N；
（3）海水對(duì)潛水艇外殼的壓強(qiáng)：p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×200m=2×10⁶Pa，
由p=$\frac{F}{S}$得，海水對(duì)該觀測(cè)孔的壓力：F=pS=2×10⁶Pa×1.2m²=2.4×10⁶N．
答：（1）重核裂變；
（2）潛水艇受到的浮力是5×10⁷N；
（3）海水對(duì)潛水艇的壓強(qiáng)約是2×10⁶Pa，海水對(duì)艙蓋的壓力約是2.4×10⁶N．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道浮力和壓強(qiáng)的綜合計(jì)算題，典型題目，難度不大，熟練應(yīng)用浮力公式、液體壓強(qiáng)公式、壓強(qiáng)公式的變形公式是正確解題的關(guān)鍵．