题目内容
13.海洋破冰船发动机额定功率为104kW,航行于海面上时,它的排水体积为2000m3,当破冰船以10m/s的速度匀速前进20km后,船克服阻力所做的功是2×1010J,船航行时受到的浮力是2×107N.若船全速航行冲上冰面,就可以把冰压碎.在一次破冰行动中,当船整个冲上冰面后,船与冰面的接触面积为10m2,此时破冰船对冰层的压强是2×106Pa.(ρ海水=1.0×103kg/m3.g取10N/kg)分析 ①因为是匀速前进,利用速度公式可以求时间t,再利用功率公式P=$\frac{W}{t}$分析求解.
②利用F浮=ρ水gV排计算船航行时受到的浮力;
③根据物体漂浮条件得出破冰船的重力,即为对冰层的压力,又知受力面积,利用p=$\frac{F}{S}$计算压强.
解答 解:①根据v=$\frac{s}{t}$可得,破冰船行驶的时间:
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{20×1{0}^{3}m}{10m/s}$=2×103s,
根据P=$\frac{W}{t}$可得船克服阻力所做的功:
W=Pt=107W×2×103s=2×1010J;
②船航行时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m3=2×107N;
③破冰船船航行时漂浮,则G=F浮=2×107N,
破冰船对冰层的压力F=G=2×107N,
破冰船对冰层的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2×1{0}^{7}N}{10{m}^{2}}$=2×106Pa.
故答案为:2×1010;2×107;2×106.
点评 此题考查速度公式的应用、功率公式的应用,浮力的计算、漂浮条件的应用、压强大小的计算等知识点,是一道综合性很强的题目,但总体难度不大,关键是根据根据物体漂浮条件得出破冰船的重力,同时知道破冰船对冰层的压力等于其重力.
练习册系列答案
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