Question

（2013?下關(guān)區(qū)一模）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(dòng)．該水陸兩用坦克的總質(zhì)量是22t，每條履帶的觸地面積是2m²，發(fā)動(dòng)機(jī)功率是420kW，水上最大速度14km/h，陸地最大速度54km/h．請根據(jù)以上信息解答下列問題：（g=10N/kg）
（1）停在水平地面上時(shí)，它對地面的壓強(qiáng)多大？
（2）在水上航行時(shí)，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(shí)，坦克受到的阻力是多大？

Answer 1

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(jù)公式p=

F

s

可求坦克對地面的壓強(qiáng)．
（2）坦克在水中漂浮時(shí)，受到的浮力和自身的重力相等，然后根據(jù)阿基米德原理求出它排開的水的體積；
（3）根據(jù)P=Fv的變形式求出坦克以最大速度勻速行駛時(shí)的牽引力，然后根據(jù)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(shí)，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(qiáng)：
p=

F

s

=

2.2×105N

2×2m2

=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=

F浮

ρg

=

2.2×105N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=22m³；
（3）在陸地上以最大速度勻速行駛時(shí)，
∵牽引力和阻力是一對平衡力，
∴坦克受到的阻力：
f=F=

P

v

=

420×103W

54 3.6 m/s

=2.8×10⁴N．
答：（1）停在水平地面上時(shí)，它對地面的壓強(qiáng)為5.5×10⁴Pa；
（2）在水上航行時(shí)，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(shí)，坦克受到的阻力是2.8×10⁴N．

點(diǎn)評：本題考查浮力、壓強(qiáng)、牽引力等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)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．