Question

（2013?衢州）通過多年的努力，今年5月，我國正式獲得北極圈觀察員國身份．破冰船是赴北極考察的重要工具．如圖是我國“雪龍”號破冰船．該破冰船自身質量約10000噸，滿載時總質量約20000噸，在普通海域最大航速36千米/小時，在1米厚冰層海域破冰航速1米/秒．已知破冰船在最大航速時受到的阻力為1.5×10⁶牛，在1米厚冰層海域破冰前行所受的阻力為1.5×10⁷牛．試計算：
（1）“雪龍”號破冰船在普通海域以最大航速航行1晝夜通過的距離．
（2）“雪龍”號在1米厚冰層海域破冰前行1000米，克服阻力所做的功．
（3）破冰時，船頭的一部分壓在冰面上，利用巨大的壓強使冰層破裂．若船頭壓在冰面上的受力面積是10米²，冰面受到的壓力為破冰船載時總重力的0.1倍．那么船對冰面的壓強是多少．

Answer 1

分析：（1）已知破冰船航速36千米/小時和時間1晝夜，利用速度公式變形即可求解；
（2）已知破冰船在最大航速時受到的阻力和在1米厚冰層海域破冰前行1000米，利用W=Fs即可求得克服阻力所做的功．
（3）已知壓力和受力面積，利用公式p=

F

S

得到破冰船對冰面的壓強．

解答：解：（1）∵v=

s

t

，v=36km/h
∴s=vt=36km/h×24h=864km．
（2）W=Fs=1.5×10⁷N×1000m=1.5×10¹⁰J，
（3）F=0.1G=0.1×2×10⁷×9.8N/kg=1.96×10⁷N，
p=

F

S

=

1.96×107N

10m2

=1.96×10⁶Pa．
答：（1）“雪龍”號破冰船在普通海域以最大航速航行1晝夜通過的距離為864km．
（2）“雪龍”號在1米厚冰層海域破冰前行1000米，克服阻力所做的功為1.5×10¹⁰J，
（3）船對冰面的壓強是1.96×10⁶Pa．

點評：正確進行受力分析，明確破冰船對冰面的壓力大小是求解破冰船對冰面壓強的關鍵．