Question

【題目】“雪龍”號極地考察破冰船是我國最大的極地考察船，破冰船滿載時的總質量是2×104t，在普通海域最大航速為10m/s；在1m厚冰層海域破冰最大航速為3.6km/h。（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）

請你計算：

（1）“雪龍”號在1m厚冰層海域以最大航速勻速行駛1200m需要多長時間？

（2）某次破冰時，破冰船與冰面的接觸面積是10m2，冰面受到壓力為破冰船滿載時總重力的0.1倍，破冰船對冰面的壓強是多大？

（3）“雪龍”號補給了100噸的物資后，吃水深度達到8m，則“雪龍”號排開海水的體積增加了多少？

Answer 1

【答案】（1）1200s；（2）2×106Pa；（3）100m3

【解析】

（1）利用速度公式求出“雪龍”需要的時間；
（2）根據題意求出雪龍?zhí)枌Ρ�面的壓力，根據壓強的公式求出船對冰面的壓強�?/span>
（3）利用阿基米德原理計算“雪龍”號排開海水的體積增加量。

（1）“雪龍”號在1m厚冰層海域破冰最大航速為v=3.6km/h=1m/s，

“雪龍”號需要的時間：；

（2）破冰船滿載時的總重力：G=mg=2×104×103kg×10N/kg=2×108N，

冰面受到的壓力：F=0.1G=0.1×2×108N=2×107N，

船對冰面的壓強：；

（3）因為船始終漂浮，所以F浮=G物，則增大的浮力：△F浮=△G物=100×103kg×10N/kg=1×106N；由F浮=ρgV排可得，排開海水的體積增加量：。