Question

【題目】在南極考察中使用的海洋破冰船，針對不同的冰層有不同的破冰方法．其中一種破冰方法是：接觸冰面前，船全速航行，船體大部分沖上冰面，就可以把冰壓碎．

（1）當破冰船航行于海面時，它的排水體積約為1500m3，求船自身的重力．

（2）在一次破冰行動中，當船沖到冰面上時，船的排水體積變?yōu)樵瓉淼娜�分之一，船與冰層接觸面積為5m2，此時破冰船對冰層的壓強是多少？（海水的密度取1.0×103kg/m3，g=10N/kg）

Answer 1

【答案】（1）船自身的重力是1.5×107N．

（2）此時破冰船對冰層的壓強是2×106Pa．

【解析】試題分析：根據(jù)物體浮沉條件，因為船浮在海面上，所以自身重力等于浮力，當船沖到冰面上，浮力變小，它對冰的壓力應(yīng)是船的自身重力減去浮力．

解：（1）F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1500m3=1.5×107N；

∵船漂浮，∴G=F浮=1.5×107N．

（2）當船的排水體積變?yōu)樵瓉淼娜�分之一時，

F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1500m3×1/3=5×106N，

船對冰層的壓力為：F="G" F浮=1.5×107N 5×106N=1×107N，

∴P===2×106Pa．

答：（1）船自身的重力是1.5×107N．

（2）此時破冰船對冰層的壓強是2×106Pa．