Question

（6分）破冰船是赴极地考察的重要工具，如图是我国“雪龙”号破冰船。

⑴“雪龙”号破冰船在普通海域以36km/h航速航行5h通过的路程是      km；当关闭动力系统后，船只由于   仍然会向前行驶一段距离。
⑵“雪龙”号破冰船配备了1架“雪鹰”号直升机。当直升机飞离船只平台后，破冰船排开水的体积减少了10m³，则“雪鹰”号直升机质量约为多少t？（海水密度取1.0×10³kg/m³）
⑶当遇到的冰层较厚时，破冰船会先略微后退并将船首压水舱全部排空，同时将船尾压水舱灌满。之后，破冰船会径直向前行驶，由于“头轻脚重”的缘故，船首就会冲到冰层上方。此时再排空船尾压水舱并灌满船首压水舱，就会使破冰船变得“头重脚轻”，再加上自身的巨大重量，就能将大部分的冰层压碎。若破冰船满载时总质量约20000t，某次破冰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。那么船对冰面的压强是多少Pa?

Answer 1

⑴180    惯性；⑵ G=F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N／kg×10 m³=1.0×10⁵ N ，m=G/g=1.0×10⁵ N/10N/kg=1.0×10⁴ kg；⑶ F=0.1G′=m_总g=2.0×10⁷kg×10N／kg=2.0×10⁸N ；p=F/S=2.0×10⁷N /10m²=2.0×10⁶Pa。

试题分析：（1）“雪龙”号破冰船航速为v=36km/h，航行时间t=5h，通过的路程s=vt=36km/h×5h=180km，物体有保持原来运动状态不变的性质——惯性，故当关闭动力系统后，船只由于惯性仍然会向 前行驶一段距离。（2）当直升机飞离船只平台后，破冰船排开水的体积减少了V_排="10" m³，海水密度ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10n/kg，则“雪鹰”号直升机重力约为G=F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N／kg×10 m³=1.0×10⁵ N，质量m=G/g=1.0×10⁵ N/10N/kg=1.0×10⁴ kg。（3）由题意知：m_总=20000t=2.0×10⁷kg，冰船头压在冰面上的受力面积是S=10m²，则冰面受到的压力F="0.1" G′=0.1×m_总g=2.0×10⁷kg×10N／kg=2.0×10⁷N，船对冰面的压强p=F/S=2.0×10⁷N /10m²=2.0×10⁶Pa。