题目内容

【题目】在南极科学家考察中使用的海洋破冰船在海面正常航行时,它排开水的体积为1800m3,破冰船针对不同的冰层采用不同的破冰方法,其中一种方法是:接触冰面前,船全速航行,船体大部分冲上冰面,就可以把冰压碎(如图所示),已知海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:

(1)破冰船正常航行时所受的重力是什么?

(2)在一次破冰行动中,当船冲上冰面后,船的排水体积变为原来的,船与冰面的接触面积为6m2,此时破冰船对冰层的压强是多少?

【答案】(1)破冰船正常航行时所受的重力是1.8×107N;

(2)此时破冰船对冰层的压强是2×106Pa

【解析】

试题分析:(1)破冰船在海面正常航行时,受到的浮力:

FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1800m3=1.8×107N,

因破冰船漂浮,

所以,破冰船正常航行时所受的重力:

G=F=1.8×107N;

(2)当船冲上冰面后受到的浮力:

F′=ρgV′=1.0×103kg/m3×10N/kg××1800m3=6×106N,

破冰船对冰层的压力:

F=G﹣F′=1.8×107N﹣6×106N=1.2×107N,

此时破冰船对冰层的压强:

p===2×106Pa.

答:(1)破冰船正常航行时所受的重力是1.8×107N;

(2)此时破冰船对冰层的压强是2×106Pa.

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