从「比宇宙更远的地方」中看日本的极地破冰船

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如果从最初的极地科考船算起，日本已经经历了62年4代破冰船的进化“宗谷号--富士号--白濑号一代--白濑号二代”。当然对她的关注还是18年一月新番“比宇宙远的地方”中出现的二代白濑号。最初就是一张宣传的海报，白濑号也只出现在一角，但当即就被深深的吸引住，鲜明的橙红色舰身，外形敦实，但不显的蠢笨，显得很可靠的样子，大概是一直就喜爱舰船的缘故吧，无论是一叶方舟还是万吨巨轮，都可以从内心对她们保持无差别的喜爱。

1938年2月16日，宗谷号下水，当然她那时候还不叫这个名字，本是为苏联制造的商船“Volochaevets”，但因为形势紧张完工下水就成了“地领丸”，就这样在诞生初就很混乱的她，开始走向海洋。1940年加入军舰籍前往北方海域为岛屿进行补给。太平洋战争爆发后，立即前往南洋做测量工作。1942年参加中途岛战役。此后数次参加运输工作。1943年1月28日被美潜艇击中，全因为鱼雷失灵而逃过一劫。后又触礁一次，靠涨潮顺利逃脱。最后在北海道室兰港中迎来战争结束。

战后“宗谷号”并没有赔偿给战胜国，而是作为海保厅的巡逻船活跃于海上。后来到1956年，因为成本因素，宗谷号被选定为南极观测船。1957那边前往南极哈拉尔王子海岸建设了昭和基地。但以后的航行多受困于较弱的破冰能力，数次被美苏破冰船相救，每次回到日本都需要进行大量维修，看得出宗谷号已经不再适应南极航行了。到1965年，前往南极的任务交给了第二代南极科考船“富士号”。最后“宗谷号”被改为了船之科学馆展出。

宗谷号的历次南极观测航行：

1956年（第1次南极地区观测航行）

第一次观测航行有海鹰丸二世伴随支援。1956年11月8日离开晴海码头，这次航行搭载51名南极考察队员，76名舰员，还有22只狗、1只猫和2只金丝雀。当月14日遭遇第19号台风，16号遇上第20号台风，受到两个台风的夹击，宗谷号横摇达到了40度，受到损伤，23日抵达新加坡修理和补给。28日出发，在12月1日，通过赤道，举行赤道祭典。12月5日，在印度洋上观测到流星雨。12月19日抵达开普敦港，20～25日，这5天内有7000人上舰参观。24～25日，在甲板上布置了商店和圣诞树，和开普敦的人们举行盛大的庆祝。25日，下午6点半苏联的观测船进港，下午9点苏联观测队队长以及手下5人来到宗谷船联欢。1957年1月3日，收到美国观测船受损的报告，1月4日遇到冰山。7日，纵谷好排除直升机进入南极地区。1957年1月24日，在南纬69度00分22秒，东经39度35分24秒的海岸靠岸，1月29日建立昭和基地。2月13日，将“宗谷神社”分祀到位于奥丁岛北部的小岛上，命名为“宗谷岛”。随后遭遇冰清，在苏联的破冰船“奥比号“的帮助下，成功脱困返航。3月4日，在开普敦附近陷入风暴圈，横摇最高69度，不过还是与10日抵达开普敦。一些列活动后，4月24日，抵达东京。

1957年（第2次南极地区观测航行）

本次航行于10月21日提前出发，但这一年的南极气象情况非常恶劣，除了宗谷号之外，各国破冰船也被冰层封住。1958年2月1日，纵谷好被浮冰损伤螺旋桨，6日脱困，7日与美国破冰舰举行会议。11日，第一批越冬的队友分6批返回宗古号。13日，由于天气恶化，难以进行人员运输。当天，船长、航海士等人，在宗古号前300米看到大型未经确认的动物，等拿来相机未知动物已经不见了。2月24日，因为天气恶劣决定放弃第二次观测航行返回。3月7日至13日，在开普敦进港，进行潜水工作，调查了受损部位，但确认没有必要进行应急修理。4月7 ~ 15日，在新加坡停靠。4月28日，返回日出码头，结束第2次南极观测活动。

1958年（第3次南极地区观测航行）

11月12日松本舰长以下92名船员和永田队长、村山越冬队长以下36名观测队员乘坐宗古号出发。12月19日抵达开普敦。1959年2月1日，从宗谷号向昭和基地的运输物资57吨。第三次南极考察队对此宣布成立第三只越冬队。2月3日，宗古号为了营救比利时比利时破冰船在霍尔曼湾待命。在待命期间，宗古号队哈拉德海岸进行测量，并对昭和基地再次进行运输，13日返航。2月23日抵达开普敦，4月13日回到东京。

1959年（第4次南极地区观测航行）

1959年10月31日，由明田新船长以下94名船员和立见新队长以下的36名观测队员乘坐宗古号出发。12月11日，开普敦入港。1960年1月3日下午，宗古号和奥比号船员进行排球友谊赛。到2月6日止执行了103架次，运输量126吨。雪地车运输了28吨，总计154吨。返航时，应冲绳要求，驶入那霸港，收到热烈欢迎。4月23日，抵达东京。

1960年（第5次南极地区观测航行）

1960年11月12日上午10点50分，从日出码头出发。24日，新加坡进入港口。供应新鲜蔬菜、水果、30日出港。在印度洋航行中，一位观测队员在船内进行了阑尾炎的手术。12月8日，在印度洋航行的渔船“第八大浅丸”赠送了印度金枪鱼。宗谷号也赠送礼品。22日，开普敦进入港口。燃料，食物的补给。1961年1月7日到达浮冰区。20日在一块儿70米长，50米宽，8米厚的冰上，开辟直升机降落区。2月7日～10日，进行海洋观测和普林斯岛海岸观测飞行，15日在阿蒙森湾与奥比号汇合。截止到3月2日进行了海洋观测、地形和海冰状况调查。7日，捕鲸船“第三珍珠丸”为“宗谷号”送来鲸肉。14日抵达开普敦，16～21日，回到新加坡。5月4日返回东京。这次观测航行总航程24276海里，174天。

1961年（第6次南极地区观测航行）

10月31日从日出码头出发，11月2日，通过奄美大岛。4日经过巴厘岛，5日通过巴厘海峡，6日经过吕宋岛，11～16日在新加坡停靠，12月8日～16日停靠开普敦港。23日到达浮冰区边缘。随后直升机进行冰上调查，1962年1月5日，宗谷号进入浮冰区。6日抵达昭和基地。2月16日离开南极海域，26日停靠开普敦。4月17日回到东京。

1965年3月18日“富士号”下水，同年7月15日建成。同年从“宗谷号”手里接过南极观测航行的任务。由海自运营一直到1983年4月。因为长时间没有建造破冰船的经验，本船以美国海军“冰川”号为蓝本，作为破冰船，“富士号”基础排水量5250吨，满载9120吨，12000马力，15节时可航行15000海里。破冰厚度在80～120厘米，破冰能力6米。

1965年11月20日，从东京晴海码头起航，在奄美大岛收到第一飞行队用P2V-7投送的装在信息和报纸的容器。12月5日到达弗莱德曼托港，进行维修、补给、休养及社会活动。6天后的11日起航。17日进入南极圈，27日进入浮冰区。1966年1月3日开始空运，当月27日停靠昭和基地，2月1日成立第7次越冬队，当天“富士号”离开昭和基地，2日离开浮冰边缘。3日对苏联马拉格霍拉基地的访问。4月8日回到东京晴海码头，“富士号”这次行动总计140天，行程22500海里，完成了对昭和基地的运输补给，外国基地的访问和其他考察任务。从1965年的第7次考察，“富士号”一直服役到1983年的第24次考察活动。从“富士号”的历代舰长中能看出很多还是战时海兵毕业出身。

1982年11月12日服役的“白濑号I”，接过了“富士号”的南极观测航行的任务。新的“白濑号I”要比前辈大不少，标排11,600吨，满载18,900吨，基本上重了一倍。30,000马力，3轴推进。续航25,000海里，能以3节航速连续破冰1.5米，可以看出各项指标都比前辈强出不少。

“白濑号I”的舰名是也是向公众征集的。1981年2月26日，第一届“船名评选委员会”从前30个名字中选出极光、瑞穗和白濑作为候选舰名。3月16日的第二届决定就从这个三个名字中选择一个。12月11日防卫厅决定命名为白濑号。其实大和这个舰名呼声很高，但委员会觉得这个名字不适合来命名破冰船，所以被排除在外，留作他用。

对于“白濑号”这个名字是不是来自日本第一位南极科考队长白濑矗，海自后来进行了否定，因为按规定，破冰船的名字必须来自山川，所以就用了白濑冰川的名字来命名（日本人可真是别扭啊，绕了一圈其实还是用的白濑矗的名字）

从1983年开始执行了从第25次到第49次的南极观测任务。其中行动日数3,803天，总航程1,006,562海里，运输1,498人，运送物品23,900吨，在南极破冰次数36,650次。

到了2008年一代白濑号也进入了暮年，前往南极的接力棒交给了二代白濑号。一年后的5月20日，二代白濑号服役。本来是计划建造20,000吨的后续见，因为预算问题，被缩减到12,500吨，比一代大1,000吨，相应的运输能力提高100吨。船艏采用了特殊的曲面来提高破冰能力，还有专门的融冰设施。

二代白濑号历次南极观测航行：2009年度（第51次南极地区观测航行）第51次南极研究巡航作为二代白濑号第一次航行，执行南极观测队的活动支援任务。2009年11月10日从东京晴海码头出发，翌年4月9日返航。

2010年（第52次南极地区观测航行）

2010年11月11日，从东京晴海出发，11月25日抵达阿达利亚弗里曼特尔港。11月24日，由28名越冬队员，28名夏季队员和15名随行队员乘机从成田机场飞往澳大利亚，在25日在弗里曼特尔港与“白濑号”汇合。11月30日，白濑号进入南极圈后，持续破冰，31日在昭和基地靠岸。3月18日“白濑号”搭载部分队员返回澳大利亚悉尼港，4月5日返回横须贺港。

2011年（第53次南极地区观测航行）

在第53次南极观测任务中，因为天气变差，海冰比以外要厚，最后放弃在昭和基地靠岸。货物由空运来执行。在2012年2月13日，在返回日本时，两个方向舵被冰块损伤。当时不具备现场应急修理的能力，防卫省紧急派遣了两艘船前来支援。计划是把“白濑号”的舰员空运到前来支援的船上，“白濑号”只保留最少的基干人员。但3月4日“白濑号”可以自行航行后，该计划取消。同月17日，抵达澳大利亚弗里曼特尔港。据观测，近年来，在昭和基地周边出现的冰层超过6米的情况越来越多。同年，澳大利亚的破冰船同样也很难接近南极基地，本打算让“白濑号”走这条线路，后被中止。4月4日返回东京晴海码头进行维修。

2012年（第54次南极地区观测航行）

2012年的航行被厚厚的冰层所阻挡，每天只能前进一公里。2013年1月11日被迫放弃停靠昭和基地，这样的情况还是第一次出现。

2013年（第55次南极地区观测航行）

第55次观测队搭乘：白濑号“从晴海码头出发，同年12月18日，开始破冰航行。2014年1月4日，“白濑号”时隔三年停靠昭和基地。2月16日，在俄罗斯Mara George Naya基地，外海700米处，触礁搁浅，2月18日脱离礁石。在确认不影响航行后，4月7日到达日本

2014年（第56次南极地区观测航行）

2014年11月11日，第56位观察员东京晴海码头登上“白濑号”，于2015年1月12日在昭和基地靠岸， 1月27日从昭和基地出发，4月1日抵达横须贺基地

2015年（第57次南极地区观测航行）

2015年11月16日从横须贺刚出发，观测队乘机前往弗里曼特尔与“白濑号”汇合。2016年2月下旬驶离昭和基地。在回国途中，就出触礁的澳大利亚观测船队员，移送至凯西基地。

2016年（第58次南极地区观测航行）

2016年11月11日，离开东京晴海码头后，我于11月27日进入了弗里曼特尔港。 12月28日在昭和基地停靠。 2017年2月15日从昭和基地返航。三月二十日，我们抵达悉尼。 4月10日，抵达晴海码头。

2017年（第59次南极地区观测航行）

2017年11月12日，离开了东京晴海码头。计划于11月27日进入弗里曼特尔港，12月2日离开港口航向昭和基地。为其运送约1000吨货物，再带回基地运送约400吨垃圾，并将于2018年4月回国。

以上就是四代四艘日本南极观测船（破冰船）的简要故事，历经60余年的发展，从最初有点赶鸭子上架般的宗谷号，到现在设施先进，使用综合电推的二代白濑号，我们的近邻在以扎实稳定的脚步进行着破冰船的建设，在极地进行着各种考察活动，收获了丰富的经验和翔实的观测数据。

“向阳红10号”科学考察船是什么时候开始使用？

1、长征一号火箭

长征一号（CZ-1）是为发射中国第一颗人造卫星而研制的三级运载火箭，全长29.46米，最大直径2.25米，起飞质量81.5吨，近地轨道运载能力为300千克。

长征一号火箭于1965年开始研制。1969年11月，长征一号火箭首次试飞，由于第2级故障，未能入轨。

1970年4月24日，首次将中国第一颗人造地球卫星——东方红一号成功送入太空。该火箭共进行三次卫星发射，成功率66.67%，第三次发射时间是1971年。

2、北斗卫星导航试验系统

各种类型的用户机组成。中心控制系统可通过地面网络与其他系统进行信息共享，并可为集团用户提供指挥控制所需的系统数据。

北斗卫星导航试验系统可实现区域连续的导航定位、简短数字报文通信和授时功能。北斗卫星导航试验系统也被称作北斗一号。

是北斗卫星导航系统较早投入使用的第一代试验用系统，使用的是有源定位，由三颗定位卫星（两颗工作卫星、一颗备份卫星）地面控制中心为主的地面部分以及用户终端三部分组成。

北斗一号卫星导航定位系统可向用户提供全天候的即时定位服务。校准精度为20米，未校准精度100米。

3、天河二号超级计算机

“天河二号”是由国防科学技术大学研制的超级计算机系统，以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首。

成为2013年全球最快超级计算机。2014年11月17日公布的全球超级计算机500强榜单中，中国“天河二号”以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度连续第四次获得冠军。

2015年5月，“天河二号”上成功进行了3万亿粒子数中微子和暗物质的宇宙学N体数值模拟，揭示了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137亿年的漫长演化进程。

同时这是迄今为止世界上粒子数最多的N体数值模拟；11月16日，全球超级计算机500强榜单在美国公布，“天河二号”超级计算机以每秒33．86千万亿次连续第六度称雄。

2016年6月20日，新一期全球超级计算机500强榜单公布，使用中国自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二号”登上榜首。

2018年11月12日，新一期全球超级计算机500强榜单在美国达拉斯发布，中国超算“天河二号”位列第四名。

4、墨子号量子通信卫星

2011年，中科院正式启动全球首颗“量子科学实验卫星”的研制，这既意味着中国科学家率先向星地量子通信发起挑战，更意味着中国或将领先欧美获得量子通信覆盖全球的能力。

我国发射的全球首颗量子科学实验卫星被正式命名为“墨子号”。量子卫星首席科学家潘建伟院士说，墨子最早提出光线沿直线传播。

设计了小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础。以中国古代伟大科学家的名字命名量子卫星，将提升我们的文化自信。?

2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）发射升空。

5、雪龙号极地考察船

雪龙号极地考察船简称“雪龙”号（英文名：Xue Long），中国第三代极地破冰船和科学考察船，是由乌克兰赫尔松船厂在1993年3月25日完成建造的一艘维他斯·白令级破冰船。

中国于1993年从乌克兰进口后按照中国需求进行改造而成。“雪龙”号是中国最大的极地考察船，也是中国唯一能在极地破冰前行的船只。

雪龙船耐寒，能以1.5节航速连续冲破1.2米厚的冰层（含0.2米雪）。1994年10月首次执行南极科考和物资补给运输，“雪龙”号已先后31次赴南极。

至2014年7月已6次赴北极执行科学考察与补给运输任务，足迹遍布五大洋，创下了中国航海史上多项新纪录。

2018年3月11日，正在南极阿蒙森海及附近海域执行海洋综合调查任务的中国第34次南极科考队，搭乘“雪龙”号极地考察船深入西风带中心海域和气旋影响区，获得了南极绕极流核心区域全深度断面观测数据。

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八年级物理应用题 浮力 压强 机械效率 各十道

“向阳红10号”远洋综合科学考察船由中国船舶及海洋工程设计研究院和江南造船厂设计建造，于1979年10月交付使用。1984年4月我国首次发射同步试验通讯卫星，它承担了卫星定点区域气象预报及通讯联络任务；1984年11月我国南极考察队乘“向阳红10号”考察船首次赴南极建站和考察，取得了成功。

“向阳红10号”总长156．2米，型宽20．6米，吃水7．75米，排水量13000吨，巡航速度20节，动力9000匹柴油机2台。它的船体为球鼻船首，巡洋舰尾，双桨双舵，并且在舵上还带有螺旋桨，船中舭部有防摇鳍，船的操纵性和适航性能极好。在12级风中可以坚持航行，在任何两舱进水的情况下，不致下沉。

“向阳红10号”主要承担大洋的海洋水文、气象、水声、物理化学、地球物理、地质地貌、海洋生物等调查研究、为发展海洋科学和开发海洋资源服务。为了进行上述科研工作，在船上配置了各种科研装备：直升机停机坪和机库，机坪面积533平方米，机库顶部设指挥塔和导航台；前甲板设有28吨起重机，供吊放和回收深潜器用；齐全的气象体系包括气象火箭发射系统、探空气球系统、测风和测雨雷达、卫星云图接收、气象传真等设备，可以进行中短期气象预报；大功率发动机通讯系统和其他通讯设备，能同时进行两个方向的远距离通讯以及船船、船岸、船空的一般通讯。远距离通讯用天线高架在前桅和后桅顶端，罗经甲板和驾驶甲板四周竖立着众多的鞭状天线；配有包括卫星导航定位系统在内的先进导航设备，能在全球范围内安全航行并能满足海洋调查高精度定位要求。卫星导航定位天线安置在机库顶部甲板上；上甲板的两舷和尾部设有调查用吊杆9具，用于海中取样。1200米至11000米的电缆、缆绳绞车10台，供水文物理。水化学、水声、地质、地磁、生物等项试验以及拖网作业用；船上设有各学科的实验室及计算机房数十间，可以在现场进行各项实验、分析和数据处理；全空调系统提供了一个舒适的工作和生活环境。在外界气温为一18℃～35℃的情况下，室内可保持20℃～27℃。

14．双休日，小段一家人去动物园游玩时，小段给妈妈和小象拍了一张合影，如图所示，在拍摄现场的沙地上，留下了小象和妈妈的脚印，小段发现小象的脚印还没有妈妈的脚印深．如果小象的质量是2t，此时小象的触地面积为2 500cm2；妈妈的体重为500N，所穿的“远征牌”，皮鞋每只触地面积为20cm2，请你通过计算解释这个现象（g取10N/公斤）

小明同学在一只矿泉水瓶内装入密度为ρ的某种液体，液面距瓶底高H，求在距瓶底四分之一

H处液体产生的压强是多少？（计算结果用字母表示）

29．在南极考察中使用的海洋破冰船，针对不同的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，就可以把冰压碎．

（1）当破冰船航行于海面时，它的排水体积约为1500m3，求船自身的重力．

（2）在一次破冰行动中，当船冲到冰面上时，船的排水体积变为原来的三分之一，船与冰层接触面积为5m2，此时破冰船对冰层的压强是多少？（海水的密度取1.0×103kg/m3，g=10N/kg）

21．小刚在学习了阿基米德原理（F浮=G捧）后，推导得出F浮=ρ液V排g，从而知道物体受到的浮力大小与液体的

和物体

有关．小刚进一步猜想，物体所受浮力大小是否与物体的形状有关？针对这个问题，他选用以下实验器材进行探究：弹簧测力计、体积相同的圆柱体和长方体铝块各-块、烧杯、细线和水．

实验步骤如下：

①用细线将圆柱体、长方体铝块先后挂在弹簧测力计上，测出它们的重力分别为G1、G2；

②将圆柱体铝块挂在弹簧测力计上并浸没入水中，记下弹簧测力计的示数F1．；

③将长方体铝块挂在弹簧测力计上并浸没入水中，记下弹簧测力计的示数F2；

则：（1）比较两铝块的重力G1、G2的大小关系为

（2）利用以上实验数据比较：若

，说明浮力大小与物体形状无关；若

，说明浮力大小与物体形状有关．

69．某科学兴趣小组用以下器材设计实验，探究“物体漂浮时，所受浮力与自才身重力的大小关系”．

器材：弹簧秤、量筒、小塑料瓶、细线、若干玻璃珠．

①向量筒中注入适量的水，读出量筒中水的体积V1=30毫升．

②在质量为5克的小塑料瓶中放入适量的玻璃珠，测出放有玻璃珠的小塑料瓶的重力G

③将该小塑料瓶放入量筒中，使它浮在水面上．稳定时读出水面对应的刻度V2=90毫升．

④比较小塑料瓶的重力和所受的浮力的大小关系，可以初步得出结论．

（1）使用测量仪器前，应观察它的量程和最小刻度值．图示弹簧测力计的量程是

牛．

（2）小塑料瓶本身就能浮在水面，实验时为什么还要放入适量的玻璃珠？

．

（3）计算放有玻璃珠的小塑料瓶所受的浮力F=

牛．（g=10N/kg）

人们常用“冰山一角”来形容事物显露出来的仅仅是其很小的一部分，更多的还隐藏在表面现象之下．事实上，冰山浮在海水中的确只露“一角”，那么这露出的“一角”到底占冰山大小的多少呢？请你用物理知识通过计算和简要是文字具体说明．

（ρ冰=0.9×103kg/m3，ρ海水=1.03×103kg/m3）

打捞沉船时，常先将金属浮箱注满水，沉入水底，再用钢绳将其固定在沉船上，然后向浮箱中压入气体排出浮箱内的水，这样浮箱就可上浮把沉船拉起．某次打捞作业中，所用的浮箱边长为2m的正方体，自重2000N．当浮箱上表面沉到距水面20m处时（g取10N/kg），求：

（1）浮箱上表面受到水的压强；

（2）浮箱受到水的浮力；

（3）当把浮箱内水全部排出，浮箱与沉船一起匀速上浮时，浮箱对沉船的拉力．

76．体积为10m3的气球，自重为60牛．

（1）求气球在空气中受到的浮力；

（2）气球最多能载多重的物体？（空气的密度为1.29千克/米3，g取10N/kg）

77．将一个实心小球先后放入盛有足量的水和足量的酒精的两个容器中，小球静止时受到的浮力分别是4.5N和4.0N，小球的密度比水的密度小，但比酒精的密度大，酒精的密度为0.8×103kg/m3．

（1）试分析说明小球在这两种液体中的浮沉状态．

（2）根据题中所给条件求出与小球有关的物理量．（取g=10N/kg）．

重4.5N，体积为500cm3的铝球，放入水中静止时受的浮力多大？

我懒得整了……给个好评吧

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