【題目】兩棲突擊車是登陸作戰(zhàn)的重要裝備。如圖21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?
甲 乙
(4)該車的尾部有一個類似于機(jī)翼的裝置,如圖21乙所示,請你說明這個裝置的作用。
【答案】(1)22m3 (2)5.5×104Pa (3)8.4×104N (4)可減小航行時受到的阻力(在水中航行時可獲得水對它的升力,使之不易下沉)
【解析】試題分析:(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=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.
(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====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為:F=G=2.2×105N,
突擊車對地面的壓強(qiáng)為:p===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===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,可減小航行時受到的阻力,同時也防止下沉.
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