Question

你知道水陆两用坦克吗？
水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，能在水中浮动．有的利用特别的履带划水前进，有的用螺旋桨推进，有的用推进器喷水前进．
中国某型号的水陆两用坦克（如图所示），它的总质量22吨，配备发动机的额定功率420千瓦．所用燃料为93#汽油．有关参数如表中所示，其中汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×10⁷J，水上最大速度14千米∕小时，陆地最大速度54千米∕小时．

水陆两用坦克		93^#汽油
燃料	汽油	密度	0.7×10^3 kg/m^3
油箱容量	500L	热值	4.6×10^7J/kg
功率	420KW	价格	6.70元/L

请你根据短文中的信息，解答下列问题：（g=10牛∕千克）
（1）水陆两用坦克在水上航行时，排开水的体积约为22立方米，则所受的浮力约为多少牛．（ρ_水=1.0×10千克∕米³）
（2）该水陆两用坦克停在水平面上时，每条履带着地面积为2米²，坦克对地面的压强是多少帕？
（3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶54千米（发动机正常工作），行驶过程中做了多少功？此过程水陆两用坦克的耗油量是多少L？（不计能量损失）

Answer

（1）已知坦克排开水的体积，根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可求所受的浮力．
（2）坦克在水平面上，对地面的压力等于自身的重力，根据公式p=可求坦克对地面的压强．
（3）已知发动机的额定功率和行驶速度，根据公式P=Fv可求牵引力的大小，知道行驶距离，利用W=Fs求行驶过程中做的功；不计能量损失，即Q放=W，利用Q放=mq求燃烧汽油的质量，再利用密度公式求燃烧汽油的体积（此过程水陆两用坦克的耗油量）．
【解析】

（1）所受浮力约为：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×22m3=2.2×105N．．
（2）坦克对地面的压力：
F=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N，
坦克对地面的压强：
p===5.5×104Pa．
（3）在陆地上以最大速度：
v=54km/h=15m/s，
∵P=Fv，
∴行驶过程中受到的牵引力：
F===28000N，
行驶过程中做的功：
W=Fs=28000N×54000m=1.512×109J，
由题知，不计能量损失，即Q放=W=1.512×109J，
∵Q放=mq，
∴此过程燃烧汽油的质量：
m==≈32.9kg，
燃烧汽油的体积：
V===47×10-3m3=47L．
答：（1）水陆两用坦克在水上航行时，排开水的体积约为22立方米，所受的浮力约为2.2×105N．
（2）坦克对地面的压强是5.5×104Pa．
（3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶54km，行驶过程中做了1.512×1O9J的功；此过程水陆两用坦克的耗油量是47L．