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为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l.5×l0⁷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满载时总重力的0.1倍。那么船对冰面的压强是多少。

 

Answer 1

【答案】

(1) 864千米(2) 15×10¹⁰焦(3) 2×10⁶帕

【解析】(1)由速度的计算公式可得，

船在普通海域以最大航速航行1昼夜通过的距离s＝vt＝36千米/小时×24小时＝864千米；

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

(3)由题意可知，破冰船对冰面的压力F＝0.1G＝0.1mg＝0.1×2×10⁷千克×10牛/千克＝2×10⁷牛；

故船对冰面的压强p＝＝2×10⁶帕；

（1）欲求距离，根据速度的计算公式，应该知道速度和时间，速度已知，时间为1昼夜，则距离可求；（2）欲求功，应该知道动力和距离，动力就等于阻力，距离是已知的，故功可求；（3）欲求压强应该知道压力和接触面积，压力和面积都可以由已知条件得出，故压强可求出。