Question

如图所示是我国“雪龙”号破冰船．该破冰船满载时排水量约20000t，在普通海域最大航速为36km/h，在1m厚冰层海域破冰航速为1m/s．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，冰面受到的压力为破冰船满载时总重力的0.1倍．已知在1m厚冰层海域破冰前行所受的阻力为1.5×10⁷N，船头压在冰面上的受力面积是10m²．试计算：

（1）“雪龙”号在1m厚冰层海域破冰前行1小时，克服阻力所做的功．

（2）破冰船对冰面的压强是多少．（g取9.8N/kg）

（3）根据你所学过的物理知识，解释破冰船的底部做的比较尖一点理由。

Answer 1

求解

题干信息	所用公式
（1）克服阻力所做的功	“雪龙”号在1m厚冰层海域破冰前行所受的阻力为1.5×107N，速度为1m/s，时间为1小时	s=vt W=Fs
（2）船对冰面的压强是多少	若船头压在冰面上的受力面积是10m2，冰面受到的压力为破冰船满载时总重力的0.1倍．	p=F/S

解：（1）破冰1小时，前行的距离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）船对冰面的压力F=0.1G=0.1×2×10⁷×9.8N/kg=1.96×10⁷N，。。。。。。。。（1分）

船对冰面的压强p=F/S==1.96×10⁶Pa．。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）

（3）因为当压力一定时，减小破冰船与冰面的接触面积，可以增大压强有利于破冰。（1分）