Question

（2013?鞍山模擬）兩棲突擊車是登陸作戰的重要裝備．如圖甲是我國某型號的兩棲突擊車，它的總質量22噸，發動機的功率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，它對地面的壓強是多少？
（3）該車在水中以最大速度勻速前進時（發動機正常工作），受到的阻力是多大？
（4）該車的尾部有一個類似于機翼的裝置，如圖乙所示，請你說明這個裝置的作用．

Answer 1

（1）兩棲突擊車靜止浮在水面時，排開水的體積是22m³．
（2）該車停在水平地面上時，它對地面的壓強是5.5×10⁴Pa
（3）該車在水中以最大速度勻速前進時（發動機正常工作），受到的阻力是1.05×10⁵N．
（4）類似于機翼的裝置，可減小航行時受到的阻力，同時也防止下沉．

解析試題分析：（1）知道兩棲突擊車的質量，求出重力，突擊車漂浮在水面上，根據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，根據壓強公式求出突擊車對地面的壓強．
（3）知道突擊車的速度和功率，根據F=求出突擊車受到的拉力，根據二力平衡條件再求出突擊車受到的阻力．
（4）根據流體壓強和流速的關系，判斷類似機翼的裝置產生向上的升力作用．
（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大于向下的壓強，裝置受到向上的壓力大于向下的壓力，產生向上的升力作用，可減小航行時受到的阻力，同時也防止下沉．
考點：阿基米德原理；二力平衡條件的應用；壓強的大小及其計算；流體壓強與流速的關系；功率計算公式的應用．
點評：本題通過兩棲突擊車在水中和在陸上時，考查了漂浮條件、阿基米德原理、壓強、功率和牽引力的公式、二力平衡條件、流體壓強和流速的關系等等，考查的知識面很廣，綜合性很強，有一定的難度