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，滿載時(shí)總質(zhì)量約20000噸，在普通海域最大航速為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l.5×l0⁷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滿載時(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】

(1) 864千米(2) 15×10¹⁰焦(3) 2×10⁶帕

【解析】(1)由速度的計(jì)算公式可得，

船在普通海域以最大航速航行1晝夜通過(guò)的距離s＝vt＝36千米/小時(shí)×24小時(shí)＝864千米；

(2)克服阻力做的功W＝Fs＝1.5×10⁷�！�1000米＝15×10¹⁰焦；

(3)由題意可知，破冰船對(duì)冰面的壓力F＝0.1G＝0.1mg＝0.1×2×10⁷千克×10牛/千克＝2×10⁷牛；

故船對(duì)冰面的壓強(qiáng)p＝＝2×10⁶帕；

（1）欲求距離，根據(jù)速度的計(jì)算公式，應(yīng)該知道速度和時(shí)間，速度已知，時(shí)間為1晝夜，則距離可求；（2）欲求功，應(yīng)該知道動(dòng)力和距離，動(dòng)力就等于阻力，距離是已知的，故功可求；（3）欲求壓強(qiáng)應(yīng)該知道壓力和接觸面積，壓力和面積都可以由已知條件得出，故壓強(qiáng)可求出。