Question

【題目】你知道水陸兩用坦克嗎？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。有的利用特制的履帶劃水前進，有的用螺旋槳推進，有的用推進器噴水前進。我國某型號的水陸兩用坦克(如圖所示)，它的總質量22噸，配備發動機的功率420kW。水上最大速度14km/h，陸地最大速度54km/h。根據短文中的信息，解答下列問題 (g取 10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）：

（1）水陸兩用坦克在水上航行時，排開水的體積約為22m3，則所受的浮力約是多少N？

（2）該水陸兩用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少Pa？

（3）該水陸兩用坦克在陸地上以最大速度勻速行駛27km（發動機正常工作），行駛過程中受到的牽引力是多少N？

Answer 1

【答案】（1）2.2×105N；（2）5.5×104Pa；（3）2.8×104N

【解析】（1）F浮 =ρ水 gV排 =1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×22m3 =2.2×105 N；

（2）坦克重G=mg=22×103 kg×10N/kg=2.2×105 N

坦克對地面的壓強p=F/S=2.2×105N/4m2=5.5×104 Pa

（3）坦克在陸地上以最大速度54km/h行駛54km，所用時間為t=1h=3600s

發動機所做的功W=Pt=420×103 W×3600s=1.512×109 J

坦克受到的牽引力F′=W/s=1.512×109J/54×103m=2.8×104 N