Question

通過(guò)多年的努力，今年5月，我國(guó)正式獲得北極圈觀察員國(guó)身份．破冰船是赴北極考察的重要工具．如圖是我國(guó)“雪龍”號(hào)破冰船．該破冰船自身質(zhì)量約10000噸，滿(mǎn)載時(shí)總質(zhì)量約20000噸，在普通海域最大航速36千米/小時(shí)，在1米厚冰層海域破冰航速1米/秒．已知破冰船在最大航速時(shí)受到的阻力為1.5×10⁶牛，在1米厚冰層海域破冰前行所受的阻力為1.5×10⁷牛．試計(jì)算：
（1）“雪龍”號(hào)破冰船在普通海域以最大航速航行1晝夜通過(guò)的距離．
（2）“雪龍”號(hào)在1米厚冰層海域破冰前行1000米，克服阻力所做的功．
（3）破冰時(shí)，船頭的一部分壓在冰面上，利用巨大的壓強(qiáng)使冰層破裂．若船頭壓在冰面上的受力面積是10米²，冰面受到的壓力為破冰船載時(shí)總重力的0.1倍．那么船對(duì)冰面的壓強(qiáng)是多少．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知破冰船航速36千米/小時(shí)和時(shí)間1晝夜，利用速度公式變形即可求解；
（2）已知破冰船在最大航速時(shí)受到的阻力和在1米厚冰層海域破冰前行1000米，利用W=Fs即可求得克服阻力所做的功．
（3）已知壓力和受力面積，利用公式p=得到破冰船對(duì)冰面的壓強(qiáng)．
解答：解：（1）∵v=，v=36km/h
∴s=vt=36km/h×24h=864km．
（2）W=Fs=1.5×10⁷N×1000m=1.5×10¹⁰J，
（3）F=0.1G=0.1×2×10⁷×9.8N/kg=1.96×10⁷N，
p===1.96×10⁶Pa．
答：（1）“雪龍”號(hào)破冰船在普通海域以最大航速航行1晝夜通過(guò)的距離為864km．
（2）“雪龍”號(hào)在1米厚冰層海域破冰前行1000米，克服阻力所做的功為1.5×10¹⁰J，
（3）船對(duì)冰面的壓強(qiáng)是1.96×10⁶Pa．
點(diǎn)評(píng)：正確進(jìn)行受力分析，明確破冰船對(duì)冰面的壓力大小是求解破冰船對(duì)冰面壓強(qiáng)的關(guān)鍵．