Question

如图所示是某型号的水陆两用坦克，它的车体比普通坦克要大，呈船形，既能在陆地行驶，也能在水中浮动．该水陆两用坦克的总质量是22t，发动机功率是420kW，水上最大速度14km/h，陆地最大速度54km/h．请根据以上信息求解该坦克：（g=10N/kg）
（1）在水上航行时，所受浮力是多少？
（2）在陆地上以最大速度匀速行驶时坦克受到的阻力是多大？

Answer 1

解：（1）坦克重力G=mg=22×10³kg×10N/kg=2.2×10⁵N，
∵水陆两用坦克在水上航行时浮在水面，受到的浮力和自身重力是平衡力，
∴坦克所受浮力F_浮=G=2.2×10⁵N；
（2）在陆地上以最大速度V=54km/h=15m/s，
行驶过程中受到的牵引力F_牵===28000N．
∵坦克在陆地上匀速行驶，
∴受到的阻力和受到的牵引力是一对平衡力，
∴阻力f=F_牵=28000N．
答：（1）在水上航行时，所受浮力是2.2×10⁵N；
（2）在陆地上以最大速度匀速行驶时坦克受到的阻力是28000N．
分析：（1）坦克浮在水面上时，受竖直向下的重力、竖直向上的浮力，处于平衡状态，由平衡条件可以求出塔克受到的浮力．
（2）已知发动机的额定功率和行驶速度，根据公式F=可求牵引力的大小，由平衡条件可求坦克受到的阻力．
点评：本题考查浮力、牵引力等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道水陆两用坦克在水上航行时是浮在水面，受到的浮力等于物体自身的重力．