Question

【題目】2016年12月20日，中國自主建造的第一艘極地科學考察破冰船（H520）正式開工建造．設計空載排水量為8000t，滿載排水量為14000t，它能在覆蓋有0.2m厚積雪的1.5m厚冰層上以3.6km/h～7.2km/h的速度連續(xù)破冰．（g取10N/kg）
（1）破冰船“H520”用厚鋼板做船底，主要是因為鋼板具有（選填序號）． ①良好的導電性；②較高的硬度；③較高的熔點；④良好的導熱性．
（2）假設在1.5m厚的冰層海域以7.2km/h的速度勻速破冰時所受的阻力為2×107N，則根據(jù)設計要求破冰船“H520”推進功率多大？
（3）破冰船“H520”可采用“重力破冰法”破冰，“重力破冰法”是指在接觸冰面前，船全速航行，船體大部分沖上冰面，就可以把冰壓碎，若此時船的排水體積變?yōu)樵瓉淼钠叻种�二，假設當時破冰船“H520”滿載，船與冰層接觸面積為5m2 ， 則該破冰船對冰層的壓強是多少？（海水的密度取1.0×103kg/m3）

Answer 1

【答案】
（1）②
（2）解：v=7.2km/h=2m/s；

勻速行駛時，F(xiàn)=f=2×107N，

推進功率：P= = =Fv=2×107N×2m/s=4×107W

答：根據(jù)設計要求破冰船“H520”推進功率為4×107W；

（3）解：船滿載時質(zhì)量：m=14000t=1.4×107kg；

受到的重力：G=mg=1.4×107kg×10N/kg=1.4×108N，

原來浮力（漂浮時）F浮=G，破冰時的拍水體積： = V排，

受到的浮力： = ρgV排= F浮= G= ×1.4×108N=4×107N，

船對冰面的壓力：F=G﹣ =1.4×108N﹣4×107N=1×108N，

船對冰面的壓強：p= = =2×107Pa

答：該破冰船對冰層的壓強是2×107Pa

【解析】解：（1）破冰船“H520”用厚鋼板做船底，主要是利用了鋼板的硬度大的特性；故應選②；
【考點精析】通過靈活運用物質(zhì)的物理特征和壓強的大小及其計算，掌握物質(zhì)存在的三種狀態(tài)：固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)；壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）即可以解答此題．