题目内容
12.在南极考察中使用的海洋破冰船,针对不同的冰层有不同的破冰方法.其中一种破冰方法是: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.(1)当破冰船航行于海面时,它的排水体积约为1500m3,求船自身的重力.
(2)在一次破冰行动中,当船冲到冰面上时,船的排水体积变为原来的三分之一,船与冰层接触面积为5m2,此时破冰船对冰层的压强是多少?(海水的密度取1.0×103kg/m3)
(3)结合所学知识,你认为提高破冰船破冰效果的措施有哪些?(限两条)
分析 (1)已知海水的密度和破冰船排开水的体积,可以得到破冰船受到的浮力;根据物体浮沉条件,因为船浮在海面上,所以自身重力等于浮力;
(2)当船冲到冰面上,浮力变小,它对冰的压力是船的自身重力减去此时受到的浮力;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.
(3)要提高破冰效果,也就是增大对冰面的压强,可以从三方面考虑:①在压力一定时,减小受力面积;②在受力面积一定时,增大压力;③在增大压力的同时,减小受力面积.
解答 解:(1)破冰船受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1500m3=1.5×107N;
∵船漂浮,
∴G=F浮=1.5×107N;
(2)船的排水体积变为原来的三分之一时
∵V排减=$\frac{2}{3}$V排=$\frac{2}{3}$×1500m3=1000m3
∴F深减=ρ水gV排减=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000m3=1.0×107N;
∴F=F浮减=1.0×107N,
∴=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.0×1{0}^{7}N}{5{m}^{2}}$=2×106Pa;
(3)要提高破冰船破冰效果可以接触冰面前提高船速,减小船头的面积,减小船底的面积.
答:(1)船自身的重力是1.5×107N;
(2)此时破冰船对冰层的压强是2×106Pa;
(3)要提高破冰效果,可以增大破冰船的重力,也就是增大对冰面的压力.
点评 正确进行受力分析,明确破冰船对冰面的压力大小是求解破冰船对冰面压强的关键.
练习册系列答案
相关题目
2.关于蒸发和沸腾的说法正确的是( )
| A. | 蒸发时液体的温度只会降低,沸腾时液体的温度会升高 | |
| B. | 蒸发和沸腾的快慢都与温度无关 | |
| C. | 沸腾时液体要吸热,蒸发时不一定吸热 | |
| D. | 蒸发只发生在液体表面,沸腾也能在内部进行 |
3.如图所示,甲、乙两个磁极上方有一小磁针,根据小磁针静止时磁极的指向,可以确定( )

| A. | 甲、乙都是N极 | B. | 甲、乙都是S极 | C. | 甲是N极、乙是S极 | D. | 甲是S极、乙是N极 |
2.学习物理时经常要进行估测,下面是小英同学对自己身体相关物理量的估测,明显不合理的是( )
| A. | 初二男生的身高约是1.6m | B. | 人正常步行速度为10m/s | ||
| C. | 脉搏跳动约60次/min | D. | 手指甲的厚度约为1.0 mm |