Question

【題目】 “雪龍”號(hào)極地考察破冰船是我國最大的極地考察船，破冰船自身質(zhì)量約為10000噸。 “雪龍”號(hào)在普通海域最大航速為10m/s；在1m厚冰層海域破冰最大航速為3．6km/h，所受阻力為1．5×107N。“雪龍”號(hào)在兩種海域航行時(shí)，牽引力的功率相等。請你計(jì)算：

（1）“雪龍”號(hào)在1m厚冰層海域以最大航速勻速行駛20min，克服阻力所做的功是多少？

（2）“雪龍”號(hào)在普通海域以最大航速勻速行駛時(shí)牽引力的大小是多少？

（3）“雪龍”號(hào)補(bǔ)給了100噸的物資后，吃水深度達(dá)到8m，則船底受到海水的壓強(qiáng)是多少？”雪龍”號(hào)排開海水的體積增加了多少？（ρ海水=1．0×103kg/m3，g=10N/kg）

Answer 1

【答案】（1）“雪龍”號(hào)在1m厚冰層海域以最大航速勻速行駛20min，克服阻力所做的功是1．8×1010J；

（2）“雪龍”號(hào)在普通海域以最大航速勻速行駛時(shí)牽引力是1．5×106N；

（3）“雪龍”號(hào)補(bǔ)給了100噸的物資后，吃水深度達(dá)到8m，則船底受到海水的壓強(qiáng)是8×104Pa；“雪龍”號(hào)排開海水的體積增加了100m3．

【解析】

試題分析：（1）“雪龍?zhí)?/span>”行駛時(shí)間：t=20min=，“雪龍?zhí)?/span>”行駛路程：s=vt=3．6km/h×=1．2km=1200m，

“雪龍?zhí)?/span>”勻速行駛，所受牽引力：F牽引力=f=1．5×107N，W=F牽引力S=1．5×107N×1200m=1．8×1010J，

（2）“雪龍?zhí)?/span>”最大航速：v破=3．6km/h=1m/s。普通海域中“雪龍?zhí)?/span>”功率：P普=F牽引力v破=1．5×107N×1m/s=1．5×107W，此時(shí)牽引力：，

（3）船底受到海水的壓強(qiáng)：p=ρ海水gh=1．0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa，因?yàn)榇�始終漂浮，始終F浮=G物，增大的浮力：F浮增=G物增=100×103kg×10N/kg=106N；

由F浮=ρgv排得，增大的排開海水體積：．

答：（1）“雪龍”號(hào)在1m厚冰層海域以最大航速勻速行駛20min，克服阻力所做的功是1．8×1010J；

（2）“雪龍”號(hào)在普通海域以最大航速勻速行駛時(shí)牽引力是1．5×106N；

（3）“雪龍”號(hào)補(bǔ)給了100噸的物資后，吃水深度達(dá)到8m，則船底受到海水的壓強(qiáng)是8×104Pa；“雪龍”號(hào)排開海水的體積增加了100m3．