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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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．

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