试题

中国某型号的水陆两用坦克，它的总质量20吨，配备发动机的额定功率400千瓦．水上最大速度14千米∕小时，陆地最大速度54千米∕小时．
（1）该水陆两用坦克停在水平面上时，履带着地总面积为4米²，坦克对地面的压强是多少帕？（g=10N/kg）
（2）水陆两用坦克在水上航行时，排开水的体积约为20立方米，则所受的浮力约为多少牛？（ρ_水=1.0×10³kg∕m³）
（3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶27千米（发动机正常工作），所用时间为多少？发动机做功多少？

解：（1）坦克对地面的压力：
F=G=mg=20×10³kg×10N/kg=2×10⁵N，
坦克对地面的压强：
p=

F

S

=

2×105N

4m2

=5×10⁴Pa；
（2）坦克在水上航行时，所受浮力：
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×20m³=2×10⁵N；
（3）由v=

s

t

可得，坦克在陆地上以最大速度匀速行驶27km的时间：
t=

s

v

=

27km

54km/h

=0.5h=1800s，
发动机做的功：
W=Pt=400×10³W×1800s=7.2×10⁸J．
答：（1）该水陆两用坦克停在水平面上时，对地面的压强是5×10⁴Pa；
（2）水陆两用坦克在水上航行时，所受的浮力约为2×10⁵N；
（3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶27千米，所用时间为0.5h，发动机做功7.2×10⁸J．
解：（1）坦克对地面的压力：
F=G=mg=20×10³kg×10N/kg=2×10⁵N，
坦克对地面的压强：
p=

F

S

=

2×105N

4m2

=5×10⁴Pa；
（2）坦克在水上航行时，所受浮力：
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×20m³=2×10⁵N；
（3）由v=

s

t

可得，坦克在陆地上以最大速度匀速行驶27km的时间：
t=

s

v

=

27km

54km/h

=0.5h=1800s，
发动机做的功：
W=Pt=400×10³W×1800s=7.2×10⁸J．
答：（1）该水陆两用坦克停在水平面上时，对地面的压强是5×10⁴Pa；
（2）水陆两用坦克在水上航行时，所受的浮力约为2×10⁵N；
（3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶27千米，所用时间为0.5h，发动机做功7.2×10⁸J．