Question

（2011?徐州模拟）你了解水陆两用坦克吗？水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，所以能在水中浮动

（2011?徐州模拟）你了解水陆两用坦克吗？水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，所以能在水中浮动．有的利用特制的履带划水前进；有的用螺旋桨推进；有的用推进器喷水前进，两用坦克在水上航速不超过15km/h的，车辆的全部重力主要是依靠浮力来支持．在水上航速超过15km/h时，浮力有所减少，这时的水动力作用不可忽视，即两种力量共同支撑着坦克，使其不会下沉．如图所示，水陆两用坦克，总质量22t．水上最大速度14km/h，最大航程超过90km．陆地最大速度55km/h，最大行程超过385km．履带着地的面积约4m2，可越过2.9m壕沟，这种坦克配备的是450kW的柴油机．请你根据短文中信息，结合所学的知识回答问题：（g=10N/kg）（1）如图所示的水陆两用坦克，在水上航行时，所受的浮力约为______N，排开水的体积约为______m3．（2）如图所示的水陆两用坦克，在陆地行驶时，对地面的压强约为______Pa．以最大速度行驶385km的时间为______h．（3）使水陆两用坦克前进的三种方式中，涉及到“物体间力的作用是相互的”这一重要知识是（______）A．只有履带的划水前进B．只有螺旋桨推进C．只有推进器喷水前进D．三种方式都涉及（4）柴油机的效率（30%一45%），柴油的热值3.3×107J/kg．这种水陆两用坦克的油箱所装柴油的质量一定超过多少千克．

Answer 1

（1）∵在水上航行时，坦克漂浮
轮船所受浮力：
F_浮=G_坦克=m_坦克g=22×10³kg×10N/kg=2.2×10⁵N．
∵F_浮=ρ_水gV_排，
∴坦克排开水的体积：v_排=

F浮

ρ水g

=

2.2×105N

1×103kg/m3×10N/kg

=22m³，
（2）坦克对地面的压力：
F_压=G=2.2×10⁵N，
坦克对地面的压强：p=

F压

S

=

2.2×105N

4m2

=5.5×10⁴Pa；
以最大速度行驶385km的时间：t=

s

v

=

385km

55km/h

=7h；
（3）坦克用履带划水前进、用螺旋桨推进、用推进器喷水前进，三种形式都是给水一个向后的作用力，由于物体间力的作用是相互的，水给坦克一个向前的推力，使坦克前进，故选D．
（4）由（2）计算可知，坦克在陆地以最大速度行驶385km的时间：
t=7h，
柴油机做的功：
W_有=Pt=450×1000W×7×3600s=1.134×10¹⁰J
∵η=

W有

Q放

，η=45%，
柴油完全燃烧放出的热量
Q_放=

W有

η

=

1.134×1010J

45%

=2.52×10¹⁰J，
需要柴油的质量：
m_柴=

Q放

q

=

2.52×1010J

3.3×107J/kg

≈764kg，
所以水陆两用坦克的油箱所装柴油的质量一定超过764kg．
故答案为：（1）2.2×10⁵，22；
（2）5.5×10⁴，7；
（3）D；
（4）油箱所装柴油的质量一定超过764kg．