Question

在南極考察中使用的“雪龍?zhí)枴逼票�船自�?0250t，針對不同的破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，就可以把冰面壓碎．它的發(fā)動機額定功率為1.2×10⁴kW，排水體積為900m³．g=10N/kg
（1）當(dāng)破冰船撞擊厚的冰層時，相對于冰層，破冰船是

 

的．船的

 

能減小，轉(zhuǎn)化為冰的

 

能
（2）空載時，破冰船所受的浮力是多少？
（3）若破冰船以額定功率在海面上以36km/h的速度勻速前進了20km，破冰船的阻力是多少？所做的功是多少？

Answer 1

分析：（1）研究物體的運動情況時，首先要選取一個物體作為標(biāo)準(zhǔn)，這個被選作標(biāo)準(zhǔn)的物體叫做參照物．研究對象的運動情況是怎樣的，就看它與參照物的相對位置是否變化；
物體由于運動而具有的能叫動能，其大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)；破冰船撞擊冰層，動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）知道破冰船自身質(zhì)量，利用G=mg求船重，再根據(jù)漂浮條件求受到的浮力；
（3）知道破冰船的額定功率和速度，利用P=Fv求牽引力，根據(jù)二力平衡條件得出破冰船受到的阻力；破冰船所做的功可根據(jù)功的計算公式W=Fs進行計算．

解答：解：
（1）當(dāng)破冰船撞擊厚的冰層時，船和冰層之間發(fā)生位置的改變，相對于冰層，破冰船是運動的；破冰船撞擊冰層，動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)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，
∴牽引力：
F=

P

v

=

1.2×107W

10m/s

=1.2×10⁶N，
∵船是勻速運動的，
∴受到的阻力為f=F=1.2×10⁶N，
W=Fs=1.2×10⁶N×20000m=2.4×10¹⁰J．
故答案為：（1）運動；動；內(nèi)；
（2）空載時，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．

點評：本題考查的知識很廣泛，既考查了學(xué)生對公式的掌握和應(yīng)用，也考查了學(xué)生綜合分析問題的能力．本題中的這三個問題都有一定的難度：第（1）問主要是參照物的選擇和動能、內(nèi)能的轉(zhuǎn)化；第（2）問利用好漂浮條件；（3）在計算時要注意單位換算，否則計算的結(jié)果是不正確的．