Question

如圖所示是我國“雪龍”號破冰船．該破冰船滿載時排水量約20000t，在普通海域最大航速為36km/h，在1m厚冰層海域破冰航速為1m/s．破冰時，船頭的一部分壓在冰面上，利用巨大的壓強使冰層破裂，冰面受到的壓力為破冰船滿載時總重力的0.1倍．已知在1m厚冰層海域破冰前行所受的阻力為1.5×10⁷N，船頭壓在冰面上的受力面積是10m²．試計算：

（1）“雪龍”號在1m厚冰層海域破冰前行1小時，克服阻力所做的功．

（2）破冰船對冰面的壓強是多少．（g取9.8N/kg）

（3）根據(jù)你所學過的物理知識，解釋破冰船的底部做的比較尖一點理由。

Answer 1

求解

題干信息	所用公式
（1）克服阻力所做的功	“雪龍”號在1m厚冰層海域破冰前行所受的阻力為1.5×107N，速度為1m/s，時間為1小時	s=vt W=Fs
（2）船對冰面的壓強是多少	若船頭壓在冰面上的受力面積是10m2，冰面受到的壓力為破冰船滿載時總重力的0.1倍．	p=F/S

解：（1）破冰1小時，前行的距離s=vt=1 m/s ×3600 s =3600 m，。。。。。（1分）

所以，克服阻力所做的功W=Fs=1.5×10⁷N×3600 m=5.4×10¹⁰ J，。。。。。。。。。（1分）

（2）船對冰面的壓力F=0.1G=0.1×2×10⁷×9.8N/kg=1.96×10⁷N，。。。。。。。。（1分）

船對冰面的壓強p=F/S==1.96×10⁶Pa．。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）

（3）因為當壓力一定時，減小破冰船與冰面的接觸面積，可以增大壓強有利于破冰。（1分）