解:(1)在水中,潛水艇受到水的浮力和重力的作用,
∵F
浮=ρ
水v
排g,潛水艇的體積不變,排開水的體積不變,
∴潛水艇受到水的浮力不變;
把壓縮空氣壓入潛水艇的壓力艙,將海水排出,潛水艇自重G減小,當(dāng)F
浮>G時,潛水艇上。淮蜷_壓力艙的閥門,讓海水進(jìn)入壓力艙內(nèi),潛水艇自重G增大,當(dāng)F
浮<G時,潛水艇下沉;當(dāng)F
浮=G時,潛水艇懸浮,可以停留在任何深度;
由此可見,潛水艇能夠上浮和下沉是通過改變自身重來實(shí)現(xiàn)的.
(2)潛艇所受海水的壓強(qiáng)為:
p=ρgh=1.03×10
3kg/m
3×9.8N/kg×300m=3.0282×10
6Pa.
(3)由于核裂變是可控的,故核電站中的核反應(yīng)堆就是通過核裂變過程中釋放核能帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電的.
(4)當(dāng)核潛艇從水面上潛到水下的過程中時,排開水的體積先變大、后不變,由F
浮=ρ
水V
排g可知潛艇受到的浮力先變大、后不變,如圖所示:
核潛艇水下潛行時,所受的浮力:
F
浮=G
排=m
排g=5500×10
3kg×9.8N/kg=5.39×10
7N;
故答案為:(1)靠改變自身的重力;
(2)潛艇所受海水的壓強(qiáng)是3.0282×10
6Pa;
(3)裂變;
(4)圖象如上圖;改進(jìn)后的“長征3”號核潛艇水下潛行時,所受的浮力等于5.39×10
7N.
分析:(1)潛水艇浸沒在水中,潛水艇的體積不變(排開水的體積不變),受浮力不變;通過讓海水進(jìn)、出壓力艙改變潛水艇受到的重力,根據(jù)物體的浮沉條件分析是怎么上浮或下沉的.
(2)知道海水的密度和核潛艇下潛的深度,可利用公式p=ρgh計(jì)算出潛艇所受海水的壓強(qiáng).
(3)核裂變和核聚變都能釋放能量,但是又有區(qū)別,對于核裂變是可控的,如核電站的核反應(yīng)堆就是通過核裂變提供能量的,對于核聚變過程不可控,如氫彈爆炸就是利用核聚變釋放能量.
(4)當(dāng)核潛艇從水面上潛到水下的過程中時,排開水的體積先變大、后不變,根據(jù)阿基米德原理分析受浮力變化;
知道核潛艇水下潛行時的排水量,利用重力公式求排開水重,所受的浮力等于排開水的重.
點(diǎn)評:利用所學(xué)知識解釋潛艇的相關(guān)問題,學(xué)以致用,有意義!本題關(guān)鍵是認(rèn)真審題,從中得出相關(guān)信息.