Question

11．沈陽軍區(qū)16軍參加“跨越2014•朱日和D”實兵對抗演習(xí)時，出動如圖99式主戰(zhàn)坦克．該坦克戰(zhàn)斗全重52噸，發(fā)動機的功率為1100kW，炮口向前時全長10米，車長7.6米，寬3.5米，高2.37米，每條履帶與地面接觸面積為2m²，最大公路速度80千米/小時．另外值得注意的一點就是，該坦克還安裝了最大作用距離4000米，“激光壓制觀瞄系統(tǒng)”，4000米內(nèi)可讓敵軍坦克瞬間變成瞎子，就目前來看，相對于西方主要國家的主戰(zhàn)坦克，我們的這套系統(tǒng)的確可以稱得上是獨具特色．
求：（1）該坦克在無人駕駛和乘坐靜止時對地面的壓強是多少？
（2）若該坦克以最大公路速度通過500米，發(fā)動機做功是多少？
（3）坦克安裝的較寬履帶及履帶上帶有凸起的棱它們的作用分別是什么？

Answer 1

分析 （1）該坦克在無人駕駛和乘坐靜止時對地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，受力面積為兩條履帶與地面的接觸面積之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強；
（2）知道該坦克最大的公路速度和行駛的路程，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出行駛的時間，又知道發(fā)動機的功率，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出發(fā)動機做的功；
（3）壓強大小的影響因素：壓力大小、受力面積大��；壓力越小、受力面積越大，壓強越�。荒Σ亮Υ笮〉挠绊懸蛩兀簤毫�、接觸面的粗糙程度；壓力越大、接觸面越粗糙，摩擦力越大．

解答 解：（1）該坦克在無人駕駛和乘坐靜止時對地面的壓力：
F=G=mg=52×10³kg×10N/kg=5.2×10⁵N，
受力面積：
S=2×2m²=4m²，
對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5.2×1{0}^{5}N}{4{m}^{2}}$=1.3×10⁵Pa；
（2）該坦克以最大公路速度通過s=500m=0.5km時，
由v=$\frac{s}{t}$可得，行駛的時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{0.5km}{80km/h}$=$\frac{1}{160}$h=22.5s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，發(fā)動機做的功：
W=Pt=1100×10³W×22.5s=2.475×10⁷J；
（3）坦克安裝的較寬履帶，這樣做的目的是在壓力一定時，增大受力面積來減小壓強；
履帶上帶有凸起的棱，這是為了在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦．
答：（1）該坦克在無人駕駛和乘坐靜止時對地面的壓強是1.3×10⁵Pa；
（2）若該坦克以最大公路速度通過500米，發(fā)動機做功是2.475×10⁷J；
（3）較寬履帶：增大受力面積，減小壓強；凸起的棱：增大摩擦力．

點評 本題考查了壓強公式、速度公式、做功公式和影響壓強大小因素以及影響摩擦力大小因素的應(yīng)用，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等．