Question

（2013?鞍山模擬）兩棲突擊車是登陸作戰(zhàn)的重要裝備．如圖甲是我國(guó)某型號(hào)的兩棲突擊車，它的總質(zhì)量22噸，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率420kW．水上最大速度14.4km/h，陸地最大速度54km/h． 請(qǐng)你解答下列問題：（g=10N/kg）
（1）兩棲突擊車靜止浮在水面時(shí)，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(shí)，履帶著地總面積為4m²，它對(duì)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(shí)（發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作），受到的阻力是多大？
（4）該車的尾部有一個(gè)類似于機(jī)翼的裝置，如圖乙所示，請(qǐng)你說明這個(gè)裝置的作用．

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(duì)地面的壓強(qiáng)．
（3）知道突擊車的速度和功率，根據(jù)F=

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．
（4）根據(jù)流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系，判斷類似機(jī)翼的裝置產(chǎn)生向上的升力作用．

解答：解：（1）突擊車受到的重力：G=mg，
突擊車浮在水面上，受到的浮力為：F_浮=ρ_水g V_排，
∵突擊車漂浮在水面上，根據(jù)F_浮=G，
∴ρ_水g V_排=G，
∴V_排=

G

ρ水g

=

m

ρ水

=

22×103kg

1.0×103kg/m3

=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(duì)地面的壓力為：F=G=2.2×10⁵N，
突擊車對(duì)地面的壓強(qiáng)為：p=

F

S

=

2.2×105N

4m2

=5.5×10⁴Pa．
（3）突擊車在水上的速度：v=18km/h=4m/s，
突擊車的功率：P=420kW=4.2×10⁵W，
∵P=Fv，
∴F=

P

v

=

4.2×105W

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=1.05×10⁵N．
（4）類似機(jī)翼的裝置，水通過裝置上方的速度大于下方的速度，裝置受到向上的壓強(qiáng)大于向下的壓強(qiáng)，裝置受到向上的壓力大于向下的壓力，產(chǎn)生向上的升力作用，可減小航行時(shí)受到的阻力，同時(shí)也防止下沉．
答：（1）兩棲突擊車靜止浮在水面時(shí)，排開水的體積是22m³．
（2）該車停在水平地面上時(shí)，它對(duì)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(shí)（發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作），受到的阻力是1.05×10⁵N．
（4）類似于機(jī)翼的裝置，可減小航行時(shí)受到的阻力，同時(shí)也防止下沉．

點(diǎn)評(píng)：本題通過兩棲突擊車在水中和在陸上時(shí)，考查了漂浮條件、阿基米德原理、壓強(qiáng)、功率和牽引力的公式、二力平衡條件、流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系等等，考查的知識(shí)面很廣，綜合性很強(qiáng)，有一定的難度．