Question

【题目】在南极科学家考察中使用的海洋破冰船在海面正常航行时，它排开水的体积为1800m3，破冰船针对不同的冰层采用不同的破冰方法，其中一种方法是：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（如图所示），已知海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：

（1）破冰船正常航行时所受的重力是什么？

（2）在一次破冰行动中，当船冲上冰面后，船的排水体积变为原来的，船与冰面的接触面积为6m2，此时破冰船对冰层的压强是多少？

Answer 1

【答案】（1）破冰船正常航行时所受的重力是1.8×107N；

（2）此时破冰船对冰层的压强是2×106Pa

【解析】

试题分析：（1）破冰船在海面正常航行时，受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1800m3=1.8×107N，

因破冰船漂浮，

所以，破冰船正常航行时所受的重力：

G=F浮=1.8×107N；

（2）当船冲上冰面后受到的浮力：

F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg××1800m3=6×106N，

破冰船对冰层的压力：

F=G﹣F浮′=1.8×107N﹣6×106N=1.2×107N，

此时破冰船对冰层的压强：

p===2×106Pa．

答：（1）破冰船正常航行时所受的重力是1.8×107N；

（2）此时破冰船对冰层的压强是2×106Pa．