Question

4．如圖所示是我國自主生產(chǎn)的某型號的水陸兩棲坦克，它的總質(zhì)量為22t，配備發(fā)動機的額定功率為420kW．水上最大速度為14km/h，陸地最大速度為54km/h．（g=10N/kg）
（1）該水陸兩棲坦克在陸地上以最大速度勻速行駛30min，通過的路程多大？
（2）該水陸兩棲坦克漂浮在水面時，受到的浮力多大？（ρ_水=1.0×10³kg/m³）
（3）該水陸兩棲坦克漂浮在水面時，排開水的體積多大多大？
（4）該水陸兩棲坦克停在水平地面上時，履帶著地總面積為4m²，坦克對地面的壓強是多大？

Answer 1

分析 （1）已知時間和速度，利用v=$\frac{s}{t}$計算坦克通過的路程；
（2）根據(jù)漂浮時浮力與重力的關(guān)系得出浮力的大�。�
（3）由F_浮=ρ_液gV_排得出排開水的體積大�。�
（4）坦克停在水平地面上時對地面的壓力等于其重力，又知受力面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$計算坦克對地面的壓強．

解答 解：（1）時間t=30min=0.5h，
根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得坦克通過的路程：
s=vt=54km/h×0.5h=27km；
（2）坦克漂浮時，受到的浮力：
F_浮=G=mg=22×10³kg×10N/kg=2.2×10⁵N；
（3）由F_浮=ρ_液gV_排得，排開水的體積：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.2×1{0}^{5}N}{1×1{0}^{3}klg/{m}^{3}×10N/kg}$=22m³；
（4）坦克對地面的壓力：
F=G=2.2×10⁵N，
坦克對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2.2×1{0}^{5}N}{4{m}^{2}}$=5.5×10⁴Pa；
答：（1）該水陸兩棲坦克在陸地上以最大速度勻速行駛30min，通過的路程為27km；
（2）該水陸兩棲坦克漂浮在水面時，受到的浮力為2.2×10⁵N；
（3）該水陸兩棲坦克漂浮在水面時，排開水的體積為22m³；
（4）該水陸兩棲坦克停在水平地面上時，履帶著地總面積為4m²，坦克對地面的壓強是5.5×10⁴Pa．

點評 本題是有關(guān)力學(xué)的綜合計算題目，主要考查了物體浮沉條件、阿基米德原理、壓強等公式的應(yīng)用，考查全面，難度適中，關(guān)鍵是知道坦克停在水平地面上時對地面的壓力等于其重力．