Question

（6分）破冰船是赴極地考察的重要工具，如圖是我國“雪龍”號破冰船。

⑴“雪龍”號破冰船在普通海域以36km/h航速航行5h通過的路程是      km；當關閉動力系統后，船只由于   仍然會向前行駛一段距離。
⑵“雪龍”號破冰船配備了1架“雪鷹”號直升機。當直升機飛離船只平臺后，破冰船排開水的體積減少了10m³，則“雪鷹”號直升機質量約為多少t？（海水密度取1.0×10³kg/m³）
⑶當遇到的冰層較厚時，破冰船會先略微后退并將船首壓水艙全部排空，同時將船尾壓水艙灌滿。之后，破冰船會徑直向前行駛，由于“頭輕腳重”的緣故，船首就會沖到冰層上方。此時再排空船尾壓水艙并灌滿船首壓水艙，就會使破冰船變得“頭重腳輕”，再加上自身的巨大重量，就能將大部分的冰層壓碎。若破冰船滿載時總質量約20000t，某次破冰船頭壓在冰面上的受力面積是10m²，冰面受到的壓力為破冰船滿載時總重力的0.1倍。那么船對冰面的壓強是多少Pa?

Answer 1

⑴180    慣性；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_總g=2.0×10⁷kg×10N／kg=2.0×10⁸N ；p=F/S=2.0×10⁷N /10m²=2.0×10⁶Pa。

解析試題分析：（1）“雪龍”號破冰船航速為v=36km/h，航行時間t=5h，通過的路程s=vt=36km/h×5h=180km，物體有保持原來運動狀態不變的性質——慣性，故當關閉動力系統后，船只由于慣性仍然會向 前行駛一段距離。（2）當直升機飛離船只平臺后，破冰船排開水的體積減少了V_排="10" m³，海水密度ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10n/kg，則“雪鷹”號直升機重力約為G=F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N／kg×10 m³=1.0×10⁵ N，質量m=G/g=1.0×10⁵ N/10N/kg=1.0×10⁴ kg。（3）由題意知：m_總=20000t=2.0×10⁷kg，冰船頭壓在冰面上的受力面積是S=10m²，則冰面受到的壓力F="0.1" G′=0.1×m_總g=2.0×10⁷kg×10N／kg=2.0×10⁷N，船對冰面的壓強p=F/S=2.0×10⁷N /10m²=2.0×10⁶Pa。
考點：速度的相關計算，慣性，壓強與浮力的相關計算