试题

在南极考察中使用的“雪龙号”破冰船自重10250t，针对不同的破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，就可以把冰面压碎．它的发动机额定功率为1.2×10⁴kW，排水体积为900m³．g=10N/kg
（1）当破冰船撞击厚的冰层时，相对于冰层，破冰船是的．船的能减小，转化为冰的能
（2）空载时，破冰船所受的浮力是多少？
（3）若破冰船以额定功率在海面上以36km/h的速度匀速前进了20km，破冰船的阻力是多少？所做的功是多少？

解：
（1）当破冰船撞击厚的冰层时，船和冰层之间发生位置的改变，相对于冰层，破冰船是运动的；破冰船撞击冰层，动能转化为内能；
（2）∵破冰船漂浮，
破冰船受到的浮力：
F=G=mg=10250×10³kg×10N/kg=1.0250×10⁸N；
（3）∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，v=36km/h=3.6m/s，P=1.2×10⁴kW=1.2×10⁷W，
∴牵引力：
F=

P

v

=

1.2×107W

10m/s

=1.2×10⁶N，
∵船是匀速运动的，
∴受到的阻力为f=F=1.2×10⁶N，
W=Fs=1.2×10⁶N×20000m=2.4×10¹⁰J．
故答案为：（1）运动；动；内；
（2）空载时，破冰船所受的浮力是1.0250×10⁸N；
（3）破冰船的阻力是1.2×10⁶N；所做的功是2.4×10¹⁰J．