Question

如圖所示是某型號的水陸兩用坦克，它的車體比普通坦克要大，呈船形，既能在陸地行駛，也能在水中浮動．該水陸兩用坦克的總質量是22t，每條履帶的觸地面積是2m²，發動機功率是420kW，水上最大速度14km/h，陸地最大速度54km/h．請根據以上信息解答下列問題：（g=10N/kg）
（1）停在水平地面上時，它對地面的壓強多大？
（2）在水上航行時，它排開的水的體積是多少m³？
（3）在陸地上以最大速度勻速行駛時，坦克受到的阻力是多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）坦克在水平面上，對地面的壓力等于自身的重力，根據公式p=可求坦克對地面的壓強．
（2）坦克在水中漂浮時，受到的浮力和自身的重力相等，然后根據阿基米德原理求出它排開的水的體積；
（3）根據P=Fv的變形式求出坦克以最大速度勻速行駛時的牽引力，然后根據二力平衡條件求出受到的阻力．
解答：解：（1）停在水平地面上時，坦克對地面的壓力：
F=G=mg=22×10³kg×10N/kg=2.2×10⁵N，
坦克對地面的壓強：
p===5.5×10⁴Pa；
（2）∵坦克漂浮，
∴在水中受到的浮力F_浮=G=2.2×10⁵N，
排開水的體積：
V_排===22m³；
（3）在陸地上以最大速度勻速行駛時，
∵牽引力和阻力是一對平衡力，
∴坦克受到的阻力：
f=F===2.8×10⁴N．
答：（1）停在水平地面上時，它對地面的壓強為5.5×10⁴Pa；
（2）在水上航行時，它排開的水的體積是22m³；
（3）在陸地上以最大速度勻速行駛時，坦克受到的阻力是2.8×10⁴N．
點評：本題考查浮力、壓強、牽引力等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，要知道在水平面上物體對地面的壓力等于物體自身的重力，解題過程中還要注意單位的換算．