Question

7．人類從鳥類飛行得到啟示發(fā)明了飛機，從魚類游泳得到啟示發(fā)明了潛艇．隨著科技的發(fā)展，一些新的交通工具將陸續(xù)出現(xiàn)．會飛汽車不是夢！美國一家公司研制出了“會飛的汽車”（如圖甲），這款車的車身和一般四輪汽車相似，但車門多了兩個可折疊的翅膀．在陸地行駛時，翅膀折疊，在空中飛行時，翅膀張開．從汽車到“飛機”的變形在30秒內(nèi)完成，駕駛員在車內(nèi)即可完成操作．該車已獲準可在美國的空中飛行和公路行駛，是允許上路的第一輛飛行和地面行駛混合車．以下是該車的一些信息：

汽車質量	600千克	發(fā)動機功率	75千瓦
空中最大飛行速度	200 千米/時	最大飛行距離	800 千米
地面最大行駛速度	150 千米/時	每個輪胎與地面接觸面積	0.03米2

（1）該汽車可以在具備長約760米跑道的任何普通機場起飛或降落，汽車降落后，需要在跑道上滑行一段距離才能停下，這是因為汽車具有慣性的緣故．
（2）該汽車停在水平地面上時，對地面的壓強是多少？
（3）某大學兩位研究生從螞蟻身上得到啟示，設計出“都市螞蟻”概念車（如圖乙所示），獲2009年全國汽車創(chuàng)新設計大賽最高獎項．這款概念車小巧實用，并可根據(jù)人數(shù)組合乘車艙，有利于緩解城市交通擁堵．航模社的同學想將此概念車改進成“水陸兩棲螞蟻車”，如果“都市螞蟻”車乘載兩人后總質量為500千克，上述乘載兩人的概念車要在水面漂浮，且至少有三分之一的體積露出水面，則它的總體積至少為多大？（假設車內(nèi)不進水，g取10牛/千克）

Answer 1

分析 （1）一切物體都具有保持原來的勻速直線運動或靜止狀態(tài)的性質，這種性質叫慣性．
（2）知道汽車的質量，可利用公式G=mg計算出汽車的重力，在水平地面上壓力等于重力，又知道輪胎與地面接觸面積，可利用公式p=$\frac{F}{S}$計算出汽車對地面的壓強．
（3）根據(jù)物體漂浮力等于本身的重力，利用阿基米德原理和重力公式計算其總體積．

解答 解：
（1）汽車降落后，汽車由于慣性還要保持原來的運動狀態(tài)，因此會繼續(xù)滑行一段距離才能停下來．
（2）m=600kg，
汽車的重力為：G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
而在水平地面上壓力等于重力，即F=G=6000N，
S=4×0.03m²，
汽車對地面的壓強為：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{6000N}{4×0.03{m}^{2}}$=5×10⁴Pa．   
（3）根據(jù)物體的漂浮條件可知，車在水中受到的浮力等于本身的重力，結合阿基米德原理公式可知：車所受的最大浮力：F_浮=ρ_水g$\frac{2}{3}$V，
車的重力：G=mg=500kg×10N/kg=5000N，
則：ρ_水g$\frac{2}{3}$V=5000N，解得：V=0.75m³，
故答案為：（1）慣性；   
（2）該汽車停在水平地面上時，對地面的壓強是 5×10⁴Pa．        
（3）它的總體積至少為0.75m³．

點評 此題考查慣性、重力和壓強的計算、阿基米德原理、物體浮沉條件及其應用，是一道綜合性較強的題目，關鍵是知道靜止在水平地面上的物體對水平面的壓力等于重力．