Question

【題目】“雪龍”號(hào)極地考察破冰船是我國(guó)最大的極地考察船，破冰船滿載時(shí)的總質(zhì)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(qǐng)你計(jì)算：

（1）“雪龍”號(hào)在1m厚冰層海域以最大航速勻速行駛1200m需要多長(zhǎng)時(shí)間？

（2）某次破冰時(shí)，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(shí)總重力的0.1倍，破冰船對(duì)冰面的壓強(qiáng)是多大？

（3）“雪龍”號(hào)補(bǔ)給了100噸的物資后，吃水深度達(dá)到8m，則“雪龍”號(hào)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(shí)間；
（2）根據(jù)題意求出雪龍?zhí)枌?duì)冰面的壓力，根據(jù)壓強(qiáng)的公式求出船對(duì)冰面的壓強(qiáng)；
（3）利用阿基米德原理計(jì)算“雪龍”號(hào)排開海水的體積增加量。

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

“雪龍”號(hào)需要的時(shí)間：；

（2）破冰船滿載時(shí)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(duì)冰面的壓強(qiáng)：；

（3）因?yàn)榇�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：。