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.
练习册系列答案
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7.
据人民网2014年2月28日报道,“我国力压日本!将制造世界最大水陆两用飞机--蛟龙600”,图是“蛟龙600”在水面起飞时的效果图.则该飞机( )
| A. | 起飞时,空气对它的浮力大于重力 | |
| B. | 起飞时,空气对它的升力大于重力 | |
| C. | 在水中静止时,空气对它的升力等于重力 | |
| D. | 在水中加速滑行时,水对它的浮力大于重力 |
8.质量、初温相同的甲、乙两金属块,先将甲投入一杯热水中,热平衡后,水温降低6℃,把甲取出后,立即将乙投入这杯水中,热平衡后,水温又降低6℃,不计热损失,则甲、乙两金属块的比热容的关系为( )
| A. | C甲>C乙 | B. | C甲=C乙 | C. | C甲<C乙 | D. | 无法判断 |
5.
如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验.将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中,并测出沙子和水的初温.然后用酒精灯加热并不断搅拌,每隔lmin记录一次温度.实验记录如表:
(1)实验中,加热时间长短 实质上反映了水和沙子吸收热量的多少.
(2)分析表格数据可知,对于质量相等的沙子和水:吸收相等热量,升温较快的是沙子;若使两者升高相同的温度,则水 吸收的热量较多.通过大量类似实验,人们发现了物质的又一种物理属性,物理学将这种属性叫做比热容.
| 加热时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 温度/℃ | 沙子 | 20 | 25 | 29 | 34 | 38 |
| 水 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
(2)分析表格数据可知,对于质量相等的沙子和水:吸收相等热量,升温较快的是沙子;若使两者升高相同的温度,则水 吸收的热量较多.通过大量类似实验,人们发现了物质的又一种物理属性,物理学将这种属性叫做比热容.
2.
“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动.某运动员做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示(将蹦极过程近似为在竖直方向的运动).根据图象可知运动员( )
| A. | 重力大小为F0 | B. | 所受拉力F对其始终不做功 | ||
| C. | t0时刻动能最大 | D. | t0时刻重力势能最小 |