Question

20．如圖所示是某大學(xué)研究生設(shè)計“都市螞蟻”概念車，這款汽車小巧實用，有利于緩解城市交通擁堵．已知“都市螞蟻”概念車的主要參數(shù)如表．求：

質(zhì)量m/kg	400
輪胎與地面的總接觸面積S/m2	2×10-2
總體積V/m3	0.75

（1）“都市螞蟻”車受到的重力是多少？靜止時對水平路面的壓強為多少？
（2）該車牽引力為2000N，以5m/s速度勻速行駛1000m過程中做的功為多少？功率為多大？
（3）改進后（重力不變），該車能漂浮在水面上，則其受到的浮力是多大？

Answer 1

分析 （1）已知質(zhì)量，利用G=mg求出重力，“都市螞蟻”車靜止時對水平路面的壓力等于其重力，利用p=$\frac{F}{S}$可求壓強；
（2）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出時間，利用W=Fs求出做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$求解功率；
（3）漂浮在液面上的物體所受浮力等于重力．

解答 解：（1）“都市螞蟻”車受到的重力：G=mg=400kg×10 N/kg=4000N；
“都市螞蟻”車對水平地面上的壓力：F=G=4000N，
“都市螞蟻”車對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4000n}{2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（2）由v=$\frac{s}{t}$得，
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1000m}{5m/s}$=200s，
勻速行駛1000m過程中做的功：W=Fs=2000N×1000m=2×10⁶J；
功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2×1{0}^{6}J}{200s}$=1×10⁴W；
（3）該車能漂浮在水面上，則其受到的浮力F_浮=G=4000N．
答：（1）“都市螞蟻”車受到的重力是4000N；靜止時對水平路面的壓強為2×10⁵Pa；
（2）該車牽引力為2000N，以5m/s速度勻速行駛1000m過程中做的功為2×10⁶J；功率為1×10⁴W；
（3）改進后（重力不變），該車能漂浮在水面上，則其受到的浮力是4000N．

點評 此題考查重力、壓強、功和功率、浮力的計算，是一道綜合性很強題目，但總體難度不大，基本上都可以直接利用公式求解，本題關(guān)鍵：知道“都市螞蟻”車靜止時對水平路面的壓力等于其重力．