（2011•徐州模拟）你了解水陆两用坦克吗？水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，所以能在水中浮动．有的利用特制的履带划水前进；有的用螺旋桨推进；有的用推进器喷水前进，

Question

（2011•徐州模拟）你了解水陆两用坦克吗？
水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，所以能在水中浮动．有的利用特制的履带划水前进；有的用螺旋桨推进；有的用推进器喷水前进，两用坦克在水上航速不超过15km/h的，车辆的全部重力主要是依靠浮力来支持．在水上航速超过15km/h时，浮力有所减少，这时的水动力作用不可忽视，即两种力量共同支撑着坦克，使其不会下沉．
如图所示，水陆两用坦克，总质量22t．水上最大速度14km/h，最大航程超过90km．陆地最大速度55km/h，最大行程超过385km．履带着地的面积约4m²，可越过2.9m壕沟，这种坦克配备的是450kW的柴油机．
请你根据短文中信息，结合所学的知识回答问题：（g=10N/kg）
（1）如图所示的水陆两用坦克，在水上航行时，所受的浮力约为______N，排开水的体积约为______m³．
（2）如图所示的水陆两用坦克，在陆地行驶时，对地面的压强约为______Pa．以最大速度行驶385km的时间为______h．
（3）使水陆两用坦克前进的三种方式中，涉及到“物体间力的作用是相互的”这一重要知识是（______）
A．只有履带的划水前进B．只有螺旋桨推进
C．只有推进器喷水前进D．三种方式都涉及
（4）柴油机的效率（30%一45%），柴油的热值3.3×10⁷J/kg．这种水陆两用坦克的油箱所装柴油的质量一定超过多少千克．

Answer 1

（1）∵在水上航行时，坦克漂浮
轮船所受浮力：
F_浮=G_坦克=m_坦克g=22×10³kg×10N/kg=2.2×10⁵N．
∵F_浮=ρ_水gV_排，
∴坦克排开水的体积：v_排=(F浮)/(ρ水g)=(2.2×105N)/(1×103kg/m3×10N/kg)=22m³，
（2）坦克对地面的压力：
F_压=G=2.2×10⁵N，
坦克对地面的压强：p=(F压)/(S)=(2.2×105N)/(4m2)=5.5×10⁴Pa；
以最大速度行驶385km的时间：t=(s)/(v)=(385km)/(55km/h)=7h；
（3）坦克用履带划水前进、用螺旋桨推进、用推进器喷水前进，三种形式都是给水一个向后的作用力，由于物体间力的作用是相互的，水给坦克一个向前的推力，使坦克前进，故选D．
（4）由（2）计算可知，坦克在陆地以最大速度行驶385km的时间：
t=7h，
柴油机做的功：
W_有=Pt=450×1000W×7×3600s=1.134×10¹⁰J
∵η=(W有)/(Q放)，η=45%，
柴油完全燃烧放出的热量
Q_放=(W有)/(η)=(1.134×1010J)/(45%)=2.52×10¹⁰J，
需要柴油的质量：
m_柴=(Q放)/(q)=(2.52×1010J)/(3.3×107J/kg)≈764kg，
所以水陆两用坦克的油箱所装柴油的质量一定超过764kg．
故答案为：（1）2.2×10⁵，22；
（2）5.5×10⁴，7；
（3）D；
（4）油箱所装柴油的质量一定超过764kg．