题目内容

17.水陆两用坦克的车体呈船形,比普通坦克要大,既可在陆地上行驶,又可像船一样在水面上航行.已知坦克的总质量为24t.(g取10N/kg)
(1)坦克在水平地面上行驶时,履带着地的总面积为4m2,求它对地面的压力和压强(不计坦克上人的质量).
(2)这种坦克在水面上航行时,它受到的浮力大小和排开水的体积分别是多少?
(3)当该坦克从长江开到大海里时,吃水深度(指水面到坦克底部的深度)是变大还是变小?

分析 (1)根据坦克的质量,利用G=mg求出坦克的重力,此时坦克的重力即为对地面的压力,然后根据压强公式即可求出它对地面的压强.
(2)当坦克在水面航行时,浮力与重力是一对平衡力,即浮力等于重力,再根据F浮=ρ液gV排,即可求出排开水的体积.
(3)坦克从长江开到大海里,所受浮力不变,而海水的密度变大,根据浮力公式分析答题.

解答 解:(1)坦克对地面的压力F=G=mg=2.4×104kg×10N/kg=2.4×105N,
坦克对地面的压强为:p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2.4×1{0}^{5}N}{4{m}^{2}}$=6×104Pa;
(2)坦克在水面上航行时,受到的浮力等于重力.即F浮=G物=2.4×105N,
由F浮=ρ液gV排,
可得V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.4×1{0}^{5}N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=24m3;
(3)因该坦克从长江开到海里,重力不变,受到的浮力不变,而海水的密度大于江水的密度,
由阿基米德原理F浮=ρ液V排液g,故坦克排开水的体积变小,所以吃水深度变小.
答:(1)它对地面的压力和压强是6×104Pa.
(2)它受到的浮力大小是2.4×105N,排开水的体积是24m3.
(3)吃水深度变小;理由如上所述.

点评 本题考查了压强、浮力、阿基米德原理等知识.当坦克在地面上,对地面的压力等于坦克的重力,当坦克在水面航行时,浮力与重力是一对平衡力,因此解题时分析物体的受力情况是解题的关键.

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