Question

11．2014年1月2日雪龙号科考船成功破冰，营救了一艘载有74人的俄罗斯科考船．
（1）在南极考察的雪龙号，自身的重力为1.14×10⁸牛．如图所示，破冰时，船冲到冰面上时，对冰面的压力为船重的三分之二，船与冰面的接触面积为5平方米，此时破冰船受到的浮力和对冰面的压强分别是多少？
（2）接到求救消息后，“雪龙”号第一时间改变计划航线，到达遇险地--冰海后，雪龙号以3.6千米/时的速度破冰前行600米，雪龙号的功率达15600千瓦，若这段时间内雪龙号为匀速直线航行，那么其所受的阻力为多大？

Answer 1

分析 （1）当船冲到冰面上，此时船受重力、浮力和支持力；受力分析可得浮力的大小；已知压力和受力面积，利用公式p=$\frac{F}{S}$得到破冰船对冰面的压强．
（2）牵引力和阻力是一对平衡了，知道牵引力，可得到阻力，根据P=Fv得到牵引力．

解答 解；（1）支持力的大小和破冰船对冰的压力相等则；F_压力+F_浮力=G；F_浮=G-F_压力=G-$\frac{2}{3}$G=$\frac{1}{3}$G=$\frac{1}{3}×1.14×1{0}^{8}N$=3.8×10⁷N；
P=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{\frac{2}{3}G}{S}$=$\frac{\frac{2}{3}×1.14×1{0}^{8}N}{5{m}^{2}}$=1.52×10⁷Pa；
（2）P=F_牵引力•v匀速运动时F_牵引力=f_阻力
所以f_阻力=$\frac{P}{v}$=$\frac{15600000W}{1m/s}$=1.56×10⁷N．
故答案为：（1）3.8×10⁷N；1.52×10⁷Pa；（2）1.56×1010⁷N．

点评 本题考查了学生对压强定义式、物体漂浮条件和P=Fv掌握和运用，要知道破冰时，对冰的压力等于重力减去浮力，这是本题的易错点．