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2.水陸兩用坦克的車體比普通坦克要大,呈船形,能在水中浮動(dòng).有的利用特制的履帶劃水前進(jìn),有的用螺旋槳推進(jìn),有的用推進(jìn)器噴水前進(jìn).
中國(guó)某型號(hào)的水陸兩用坦克(如圖所示),它的總質(zhì)量22噸,配備發(fā)動(dòng)機(jī)的功率420kW.水上最大速度14km/h,陸地最大速度54km/h.
請(qǐng)你根據(jù)短文中的信息,解答下列問題:(g=10N/kg)
(1)如圖所示的水陸兩用坦克,在水上航行時(shí),所受的浮力約為多少?此時(shí)排開水的體積約為多少?
(2)該水陸兩用坦克停在水平地面上時(shí),履帶著地總面積為4m2,坦克對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少Pa?
(3)該水陸兩用坦克,在陸地上以最大速度行駛,行駛405km時(shí)所用的時(shí)間為多少?

分析 (1)知道坦克質(zhì)量,利用G=mg求坦克重力;由于水陸兩用坦克在水上航行時(shí)飄浮在水面,受到的浮力等于自身重力,再利用阿基米德原理FVg求坦克排開水的體積;
(2)坦克停在水平地面上時(shí),對(duì)地面的壓力等于自身重力,知道履帶著地總面積,利用p=$\frac{F}{S}$求坦克對(duì)地面的壓強(qiáng);
(3)知道該水陸兩用坦克在陸地上最大速度和行駛路程,利用t=$\frac{s}{v}$求行駛時(shí)間.

解答 解:
(1)坦克的重力:
G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N,
由于水陸兩用坦克在水上航行時(shí)漂浮在水面,則坦克受到的浮力:
F=G=2.2×105N;
因?yàn)镕Vg,
所以坦克排開水的體積:
V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.2×1{0}^{5}N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=22m3
(2)坦克停在水平地面上時(shí),對(duì)地面的壓力:
F=G=2.2×105N,
履帶著地總面積S=4m2
坦克對(duì)地面的壓強(qiáng):
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2.2×1{0}^{5}N}{4{m}^{2}}$=5.5×104Pa;
(3)該水陸兩用坦克在陸地上最大速度v=54km/h,
由v=$\frac{s}{t}$得行駛405km時(shí)所用的時(shí)間:
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{405km}{54km/h}$=7.5h.
答:(1)水陸兩用坦克在水上航行時(shí),所受的浮力約為2.2×105N;此時(shí)排開水的體積約為22m3
(2)坦克對(duì)地面的壓強(qiáng)是5.5×104Pa;
(3)該水陸兩用坦克,在陸地上以最大速度行駛,行駛405km時(shí)所用的時(shí)間為7.5h.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力公式、物體漂浮條件、阿基米德原理、壓強(qiáng)公式和速度公式的應(yīng)用,雖然知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng),但都屬于基礎(chǔ),難度不大.

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(1)請(qǐng)你將汽車的啟動(dòng)原理圖連接完整,說明:當(dāng)鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動(dòng)(相當(dāng)于閉合開關(guān)),電動(dòng)機(jī)(M)工作,啟動(dòng)轎車.
參數(shù)
車身質(zhì)量1640kg每個(gè)輪胎與地面的接觸面積200cm2變速器形式雙離合
全身車長(zhǎng)4865mm車身寬度1820mm車身高度1475mm
最高車速215km/h油箱容積70L理論油耗6L
(2)如果該汽車停放在水平路面上,則它對(duì)水平路面的壓強(qiáng)是多大?
(3)該車動(dòng)力強(qiáng)勁,加速有力,下表是該車完成0-100km/h加速的數(shù)據(jù):
速度/(km/h)020.0040.0060.0080.00100.00
時(shí)間t/s01.362.543.785.347.80
距離s/m03.6913.5030.9061.47113.10
請(qǐng)計(jì)算該車在完成0-100km/h加速過程中的平均速度.
(4)若該汽車以120kW的恒定功率做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力不變,則在0-10s的時(shí)間內(nèi),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是多少焦?當(dāng)汽車以108km/h的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力是多大?

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