Question

通过多年的努力，今年5月，我国正式获得北极圈观察员国身份．破冰船是赴北极考察的重要工具．如图是我国“雪龙”号破冰船．该破冰船自身质量约10000吨，满载时总质量约20000吨，在普通海域最大航速36千米/小时，在1米厚冰层海域破冰航速1米/秒．已知破冰船在最大航速时受到的阻力为1.5×10⁶牛，在1米厚冰层海域破冰前行所受的阻力为1.5×10⁷牛．试计算：
（1）“雪龙”号破冰船在普通海域以最大航速航行1昼夜通过的距离．
（2）“雪龙”号在1米厚冰层海域破冰前行1000米，克服阻力所做的功．
（3）破冰时，船头的一部分压在冰面上，利用巨大的压强使冰层破裂．若船头压在冰面上的受力面积是10米²，冰面受到的压力为破冰船载时总重力的0.1倍．那么船对冰面的压强是多少．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知破冰船航速36千米/小时和时间1昼夜，利用速度公式变形即可求解；
（2）已知破冰船在最大航速时受到的阻力和在1米厚冰层海域破冰前行1000米，利用W=Fs即可求得克服阻力所做的功．
（3）已知压力和受力面积，利用公式p=得到破冰船对冰面的压强．
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）“雪龙”号破冰船在普通海域以最大航速航行1昼夜通过的距离为864km．
（2）“雪龙”号在1米厚冰层海域破冰前行1000米，克服阻力所做的功为1.5×10¹⁰J，
（3）船对冰面的压强是1.96×10⁶Pa．
点评：正确进行受力分析，明确破冰船对冰面的压力大小是求解破冰船对冰面压强的关键．