Question

中国某型号的水陆两用坦克，它的总质量20吨，配备发动机的额定功率400千瓦．水上最大速度14千米∕小时，陆地最大速度54千米∕小时．
（1）该水陆两用坦克停在水平面上时，履带着地总面积为4米²，坦克对地面的压强是多少帕？（g=10N/kg）
（2）水陆两用坦克在水上航行时，排开水的体积约为20立方米，则所受的浮力约为多少牛？（ρ_水=1.0×10³kg∕m³）
（3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶27千米（发动机正常工作），所用时间为多少？发动机做功多少？

Answer

（1）坦克在水平面上，对地面的压力等于自身的重力，根据G=mg求出其大小，根据公式p=可求坦克对地面的压强；
（2）已知坦克排开水的体积，根据公式F浮=ρgV排可求所受的浮力；
（3）根据速度公式求出坦克在陆地上以最大速度匀速行驶27km的时间，再根据W=Pt求出发动机做的功．
【解析】
（1）坦克对地面的压力：
F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N，
坦克对地面的压强：
p===5×104Pa；
（2）坦克在水上航行时，所受浮力：
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m3=2×105N；
（3）由v=可得，坦克在陆地上以最大速度匀速行驶27km的时间：
t===0.5h=1800s，
发动机做的功：
W=Pt=400×103W×1800s=7.2×108J．
答：（1）该水陆两用坦克停在水平面上时，对地面的压强是5×104Pa；
（2）水陆两用坦克在水上航行时，所受的浮力约为2×105N；
（3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶27千米，所用时间为0.5h，发动机做功7.2×108J．