Question

【題目】如圖所示是正在建造中的我國自主設計的首艘科考破冰船“雪龍2號”，它將助力我國極地科考工作。該船設計空載排水量為8000t，滿載排水量為14000t，能在厚冰層上連續破冰。（排水量為輪船在水中排開水的質量，g取10N/kg）。

（1）空載時該船受到的重力為多少N？

（2）假設破冰船在1.5m厚的冰層海域以7.2km/h的速度勻速直線破冰時所受的阻力為2×107N，則此時破冰船推進功率為多大？

Answer 1

【答案】（1）8×107N（2）4×107W

【解析】

（1）根據G＝mg算出空載時排開水的重力；根據阿基米德原理求出空載時該船受到的重力；
（2）利用二力平衡條件求出牽引力，然后利用P＝Fv計算功率。

（1）船空載時排水量：m＝8000t＝8×106kg；

排開水的重力：G＝mg＝8×106kg×10N/kg＝8×107N；

根據阿基米德原理F浮＝G排＝8×107N，

因為漂浮，所以空載時該船受到的重力：G＝F浮＝8×107N；

（2）v＝7.2km/h＝2m/s；勻速行駛時，牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，即F＝f＝2×107N，推進功率：。