【分析】
(1)要计算坦克对水平地面的压强,首先明确压强公式为$p=\frac{F}{S}$。因为坦克停在水平地面上,对地面的压力等于自身重力,所以先根据$G=mg$计算出重力,也就是压力$F$;然后确定受力面积,坦克有两条履带,所以受力面积是每条履带触地面积的2倍,最后将压力和受力面积代入压强公式计算即可。
(2)坦克在水中航行时处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,浮力等于坦克的重力;再根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,变形得到$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}$,将浮力(等于重力)、水的密度、$g$的值代入公式,即可求出排开水的体积。
【解析】
(1)坦克的总质量$m=22t=22×10^{3}kg$,
坦克对地面的压力等于自身重力:
$F = G = mg = 22×10^{3}\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 2.2×10^{5}\ \mathrm{N}$
坦克有两条履带,受力面积:
$S = 2×2\ \mathrm{m}^2 = 4\ \mathrm{m}^2$
坦克对地面的压强:
$ p = \frac{F}{S} = \frac{2.2×10^{5}\ \mathrm{N}}{4\ \mathrm{m}^2} = 5.5×10^{4}\ \mathrm{Pa}$
(2)坦克在水中航行时漂浮,根据漂浮条件可知:
$F_{\mathrm{浮}} = G = 2.2×10^{5}\ \mathrm{N}$
由阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$可得,排开水的体积:
$ V_{\mathrm{排}} = \frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g} = \frac{2.2×10^{5}\ \mathrm{N}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg}} = 22\ \mathrm{m}^3$
【答案】
(1)$5.5×10^{4}\ \mathrm{Pa}$;(2)$22\ \mathrm{m}^3$
【知识点】
压强的计算、阿基米德原理、物体漂浮条件
【点评】
本题是力学基础计算题,主要考查压强公式、漂浮条件以及阿基米德原理的应用,解题时需注意单位换算,明确水平面上压力与重力的关系、漂浮时浮力与重力的关系,难度不大,属于常规题型。
【难度系数】
0.8