Question

今年年初，我國在南極考察的“雪龍”號破冰船成功營救了俄羅斯科考船被困乘客。如圖所示，破冰船針對不同的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，就可以把冰壓碎。(海水的密度取1.0× 10³kg/m³)

(1)當破冰船航行于海面時，它的排水體積約為2700m³，求船自身的重力。
(2)在一次破冰行動中，當船沖到冰面上時，船的排水體積變為原來海水中的三分之一，船與冰層接觸面積為6m²，此時破冰船對冰層的壓強是多少？

Answer 1

（1） （2）

試題分析：（1）船漂浮在水面上，所以浮力等于重力，根據阿基米德原理可得；
（2）根據阿基米德原理可得此時的浮力為：，
所以船對冰面的壓力為：，
根據壓強的定義式可得：。