Question

13．   閱讀短文，回答問題：
                                             ZTD-05型水陸兩棲突擊車
   該車是我國自主研發(fā)的當今世界水上速度最快的兩棲突擊車（如圖示）．車上現配有多種類型的火炮，火炮威力居世界領先地位，炮管中部的抽煙裝置，由儲氣筒、噴嘴等組成，炮塔內炮手發(fā)射炮彈，彈丸經過噴嘴時儲氣筒會充入高壓氣體，彈丸飛離炮口后，儲氣筒內的高壓氣體便由噴嘴向外沖出，迫使炮塔中的有害氣體沿炮口流出，凈化了車內空氣．
   ZTD-05型水陸兩棲突擊車陸地行駛采用寬履帶牽引，每條履帶抓地面積為7.25m²，并且兩側履帶速度可獨立控制．水上牽引采用兩個涵洞式水泵噴水推進器，從車體后下部左右對稱的兩個噴口，向后噴出強勁的水流，配合履帶劃水推動車輛在水中高速航行．該車的一側噴水推進器還可以單向加減速，從而機動控制突擊車在水中的行駛方向或者射擊角度．
   該兩棲突擊車的主要性能參數如表：

全總質量	29t
主要武器	105毫米大炮
最大速度	陸地：90km/h
	水上：40km/h
懸掛系統(tǒng)	扭力桿
牽引系統(tǒng)	陸地：履帶式
	水上：涵洞式

（1）該兩棲突擊車兩條寬大的履帶上有許多點狀或條狀的突起，可以增大摩擦力，在水中行駛時突擊車向后噴出強勁的水流，但突擊車可以向前行駛著說明物體間力的作用是相互的．
（2）抽煙裝置噴嘴的開口方向，你認為圖中哪一選擇最符合要求A．

（3）突擊車在陸地向前行駛時，如果將左側履帶加速，右側履帶停止轉動，則突擊車將右轉彎（選填“左轉彎”、“右轉彎”、“原地向右打轉”）；在水中向前行駛時，如果要向左轉彎，則應將右側噴水推進器加速（選填“加速”或“減速”）．
（4）兩棲突擊車在河水中漂浮時，受到的浮力為2.9×10⁵N；如果這時兩棲突擊車露出水面的體積是它總體積的五分之二，則該車的總體積為48.3m³．（g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³）．
（5）已知水陸兩棲突擊車在水中航行時受到的阻力與航速的平方成正比，當水陸兩棲突擊車以30km/h在水中勻速航行時，它受到的阻力是4.5×10⁴N，則當兩棲突擊車在水中以最大航速的一半速度勻速航行時，發(fā)動機提供的牽引力為2×10⁴N．

Answer 1

分析 （1）①增大摩擦力的方法：在接觸面粗糙程度一定時，通過增大壓力來增大摩擦力；在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力．
②物體間力的作用是相互的；
（2）根據抽煙裝置的要求，可判斷哪種設計更適合這一功能；
（3）物體具有保持原來運動狀態(tài)不變的性質叫做慣性，根據兩棲車的行駛情況來判斷受力情況．
（4）根據物體漂浮條件求出浮力，利用浮力公式求出其排開水的體積，即浸入水的體積，進而可求總體積；
（5）根據f=kv²求出k的值，然后代入f=kv²求出航母以10m/s的速度勻速航行時受到的阻力，然后利用力的平衡求出發(fā)動機提供的牽引力．

解答 解：（1）①該兩棲突擊車兩條寬大的履帶上有許多點狀或條狀的突起，是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力．
②在水中行駛時突擊車向后噴出強勁的水流，水同時給突擊車一個向前的力，突擊車才可以向前行駛，這說明物體間力的作用是相互的；
（2）由題意可知，炮塔內炮手發(fā)射炮彈，彈丸經過噴嘴時儲氣筒會充入高壓氣體，彈丸飛離炮口后，儲氣筒內的高壓氣體便由噴嘴向外沖出，迫使炮塔中的有害氣體沿炮口流出，凈化了車內空氣．從噴嘴開口的方向來看，最符合要求的是A；
（3）突擊車在陸地向前行駛時，如果將左側履帶加速，右側履帶停止轉動，則突擊車將向右轉彎；在水中向前行駛時，如果要向左轉彎，則應將右側噴水推進器加速．
（4）兩棲突擊車在河水中漂浮時，受到的浮力：
F_浮=G=mg=29×10³kg×10N/kg=2.9×10⁵N；
根據F_浮=ρgV_排可得，兩棲突擊車浸入水中的體積：
V_浸=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.9×1{0}^{5}N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=29m³，
由題知，突擊車露出水面的體積是它總體積的五分之二，
則浸入水中的體積是它總體積的五分之三，即V_浸=$\frac{3}{5}$V，
所以總體積：V=$\frac{5}{3}$V_浸=$\frac{5}{3}$×29m³≈48.3m³；
（5）突擊車的航速v=30km/h=$\frac{30}{3.6}$m/s，
根據題意可得，突擊車受到的阻力f=kv²，
即：4.5×10⁴N=k（$\frac{30}{3.6}$m/s）²，
解得k=648，
所以，當突擊車在水中以最大航速的一半速度勻速航行時，其速度為：
v₁=$\frac{1}{2}$v_最大=$\frac{1}{2}$×40km/h=20km/h=$\frac{20}{3.6}$m/s，
此時突擊車的發(fā)動機提供的牽引力：
f′=kv₁²=648×（$\frac{20}{3.6}$m/s）²=2×10⁴N，
因為突擊車勻速航行，所以F_牽=f′=2×10⁴N；
故答案為：
（1）增大摩擦力；物體間力的作用是相互的；（2）A； （3）右轉彎；加速；（4）2.9×10⁵；48.3；（5）2×10⁴．

點評 本題以“坦克炮”為背景，考查了與能量、物體的屬性、紅外線等相關的多個知識點，體現了物理在高科技領域的作用．