Question

2．兩棲突擊車是登陸作戰(zhàn)的重要裝備．如圖甲是我國某型號的兩棲突擊車，它的總質(zhì)量22噸，發(fā)動機(jī)的功率420kW．水上最大速度14.4km/h，陸地最大速度54km/h． 請你解答下列問題：（g=10N/kg）
（1）兩棲突擊車靜止浮在水面時，排開水的體積是多少？（ρ水=1.0×10³kg/m³）
（2）該車停在水平地面上時，履帶著地總面積為4m²，它對地面的壓強(qiáng)是多少？
（3）該車在水中以最大速度勻速前進(jìn)時（發(fā)動機(jī)正常工作），受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）知道兩棲突擊車的質(zhì)量，求出重力，突擊車漂浮在水面上，根據(jù)漂浮條件判斷突擊車受到的浮力，求出突擊車排開水的體積．
（2）知道突擊車的重力，求出突擊車都地面的壓力，又知道受力面積，根據(jù)壓強(qiáng)公式求出突擊車對地面的壓強(qiáng)．
（3）知道突擊車的速度和功率，根據(jù)F=$\frac{P}{v}$求出突擊車受到的拉力，根據(jù)二力平衡條件再求出突擊車受到的阻力．

解答 解：（1）由于突擊車漂浮在水面上，則突擊車受到的浮力F_浮=G=mg，
由F_浮=ρ_水gV_排可得排開水的體積：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{mg}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{22×1{0}^{3}kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=22m³．
（2）突擊車受到的重力：G=mg=22×10³kg×10N/kg=2.2×10⁵N，
突擊車在水平地面上，突擊車對地面的壓力：F=G=2.2×10⁵N，
突擊車對地面的壓強(qiáng)為：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2.2×1{0}^{5}N}{4{m}^{2}}$=5.5×10⁴Pa．
（3）突擊車在水上的最大速度：v=14.4km/h=4m/s，
突擊車的功率：P=420kW=4.2×10⁵W，
由P=Fv可得突擊車受到的牽引力：
F_牽=$\frac{P}{v}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}W}{4m/s}$=1.05×10⁵N，
由于兩棲突擊車勻速行駛，故突擊車受到的阻力：f=F_牽=1.05×10⁵N．
答：（1）兩棲突擊車靜止浮在水面時，排開水的體積是22m³．
（2）該車停在水平地面上時，它對地面的壓強(qiáng)是5.5×10⁴Pa 
（3）該車在水中以最大速度勻速前進(jìn)時（發(fā)動機(jī)正常工作），受到的阻力是1.05×10⁵N．

點評 本題通過兩棲突擊車在水中和在陸上時，考查了流速與壓強(qiáng)的關(guān)系、能力的轉(zhuǎn)化、壓強(qiáng)的計算、功率公式的靈活應(yīng)用和二力平衡條件的應(yīng)用等，考查的知識面很廣，綜合性很強(qiáng)，有一定的難度．