Question

【題目】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．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（如圖所示）．這款概念車小巧實用，有利于緩解城市交通擁堵．(g取10 N/kg)

(1)該車乘載兩人后總質量為500 kg，輪胎與地面接觸的總面積為8．0×10-2m2．該車在水平地面上靜止時對地面的壓強多大？

(2)這款概念車在水平地面上勻速行駛18 km所用的時間為0．5 h，且在行駛過程中受到的阻力是總重的0．4倍，則該車的速度與發(fā)動機的輸出功率分別是多大？

(3)航模社的同學想將此概念車改進成“水陸兩棲車”．若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（假設車內不進水）?

Answer 1

【答案】（1）6．25×104 Pa；（2）①10m/s ；②2×104 W；（3）0．75m3

【解析】

試題分析：（1）車和人的總重力為G=mg=500kg×10N/kg=5000N，F(xiàn)壓 =G=5000N，p=F壓/S=5000N/8．0×102m2=6．25×104 Pa，

（2）①v=s/t=18km/0．5h=36km/h=10m/s，車在行駛過程中受到的阻力為f=0．4G=0．4×5000N=2000N，

②發(fā)動機的輸出功率為P=Fv=fv=2000N×10m/s=2×104 W；

（3）車在水面漂浮時，根據(jù)浮沉條件，F(xiàn)浮 =G=5000N，

根據(jù)阿基米德原理，F(xiàn)浮 =ρgV排 ，可得V排 =F浮/ρg=5000N/1．0×103kg/m3×10N/kg=0．5m3 ，所以車的總體積為V=3V排/2=3×0．5m3/2=0．75m3 。