Question

【題目】在南極科學家考察中使用的海洋破冰船在海面正常航行時，它排開水的體積為1800m3，破冰船針對不同的冰層采用不同的破冰方法，其中一種方法是：接觸冰面前，船全速航行，船體大部分沖上冰面，就可以把冰壓碎（如圖所示），已知海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：

（1）破冰船正常航行時所受的重力是什么？

（2）在一次破冰行動中，當船沖上冰面后，船的排水體積變為原來的，船與冰面的接觸面積為6m2，此時破冰船對冰層的壓強是多少？

Answer 1

【答案】（1）破冰船正常航行時所受的重力是1.8×107N；

（2）此時破冰船對冰層的壓強是2×106Pa

【解析】

試題分析：（1）破冰船在海面正常航行時，受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1800m3=1.8×107N，

因破冰船漂浮，

所以，破冰船正常航行時所受的重力：

G=F浮=1.8×107N；

（2）當船沖上冰面后受到的浮力：

F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg××1800m3=6×106N，

破冰船對冰層的壓力：

F=G﹣F浮′=1.8×107N﹣6×106N=1.2×107N，

此時破冰船對冰層的壓強：

p===2×106Pa．

答：（1）破冰船正常航行時所受的重力是1.8×107N；

（2）此時破冰船對冰層的壓強是2×106Pa．