Question

【题目】“雪龙”号极地考察破冰船是我国最大的极地考察船，破冰船满载时的总质量是2×104t，在普通海域最大航速为10m/s；在1m厚冰层海域破冰最大航速为3.6km/h。（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）

请你计算：

（1）“雪龙”号在1m厚冰层海域以最大航速匀速行驶1200m需要多长时间？

（2）某次破冰时，破冰船与冰面的接触面积是10m2，冰面受到压力为破冰船满载时总重力的0.1倍，破冰船对冰面的压强是多大？

（3）“雪龙”号补给了100吨的物资后，吃水深度达到8m，则“雪龙”号排开海水的体积增加了多少？

Answer 1

【答案】（1）1200s；（2）2×106Pa；（3）100m3

【解析】

（1）利用速度公式求出“雪龙”需要的时间；
（2）根据题意求出雪龙号对冰面的压力，根据压强的公式求出船对冰面的压强；
（3）利用阿基米德原理计算“雪龙”号排开海水的体积增加量。

（1）“雪龙”号在1m厚冰层海域破冰最大航速为v=3.6km/h=1m/s，

“雪龙”号需要的时间：；

（2）破冰船满载时的总重力：G=mg=2×104×103kg×10N/kg=2×108N，

冰面受到的压力：F=0.1G=0.1×2×108N=2×107N，

船对冰面的压强：；

（3）因为船始终漂浮，所以F浮=G物，则增大的浮力：△F浮=△G物=100×103kg×10N/kg=1×106N；由F浮=ρgV排可得，排开海水的体积增加量：。