Question

【题目】如图所示是正在建造中的我国自主设计的首艘科考破冰船“雪龙2号”，它将助力我国极地科考工作。该船设计空载排水量为8000t，满载排水量为14000t，能在厚冰层上连续破冰。（排水量为轮船在水中排开水的质量，g取10N/kg）。

（1）空载时该船受到的重力为多少N？

（2）假设破冰船在1.5m厚的冰层海域以7.2km/h的速度匀速直线破冰时所受的阻力为2×107N，则此时破冰船推进功率为多大？

Answer 1

【答案】（1）8×107N（2）4×107W

【解析】

（1）根据G＝mg算出空载时排开水的重力；根据阿基米德原理求出空载时该船受到的重力；
（2）利用二力平衡条件求出牵引力，然后利用P＝Fv计算功率。

（1）船空载时排水量：m＝8000t＝8×106kg；

排开水的重力：G＝mg＝8×106kg×10N/kg＝8×107N；

根据阿基米德原理F浮＝G排＝8×107N，

因为漂浮，所以空载时该船受到的重力：G＝F浮＝8×107N；

（2）v＝7.2km/h＝2m/s；匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即F＝f＝2×107N，推进功率：。