Question

（6分）破冰船是赴極地考察的重要工具，如圖是我國(guó)“雪龍”號(hào)破冰船。

⑴ “雪龍”號(hào)破冰船在普通海域以36km/h航速航行5h通過(guò)的路程是 km；當(dāng)關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)后，船只由于 仍然會(huì)向前行駛一段距離。

⑵ “雪龍”號(hào)破冰船配備了1架“雪鷹”號(hào)直升機(jī)。當(dāng)直升機(jī)飛離船只平臺(tái)后，破冰船排開(kāi)水的體積減少了10m3，則“雪鷹”號(hào)直升機(jī)質(zhì)量約為多少t？（海水密度取1.0×103kg/m3）

⑶當(dāng)遇到的冰層較厚時(shí)，破冰船會(huì)先略微后退并將船首壓水艙全部排空，同時(shí)將船尾壓水艙灌滿(mǎn)。之后，破冰船會(huì)徑直向前行駛，由于“頭輕腳重”的緣故，船首就會(huì)沖到冰層上方。此時(shí)再排空船尾壓水艙并灌滿(mǎn)船首壓水艙，就會(huì)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(mǎn)載時(shí)總質(zhì)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(mǎn)載時(shí)總重力的0.1倍。那么船對(duì)冰面的壓強(qiáng)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(hào)破冰船航速為v=36km/h，航行時(shí)間t=5h，通過(guò)的路程s=vt=36km/h×5h=180km，物體有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)——慣性，故當(dāng)關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)后，船只由于慣性仍然會(huì)向 前行駛一段距離。（2）當(dāng)直升機(jī)飛離船只平臺(tái)后，破冰船排開(kāi)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(hào)直升機(jī)重力約為G=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N／kg×10 m3=1.0×105 N，質(zhì)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(duì)冰面的壓強(qiáng)p=F/S=2.0×107N /10m2=2.0×106Pa。

考點(diǎn)：速度的相關(guān)計(jì)算，慣性，壓強(qiáng)與浮力的相關(guān)計(jì)算