Question

【题目】某大学的两位研究生设计发明的“都市蚂蚁”概念车，如图所示．这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵．航模社的同学想将此车改成“水陆两栖蚂蚁车”，已知“都市蚂蚁”概念车的主要参数如表．（g=10N/kg）

（1）若每位乘员的质量均为60kg，求乘载两人的“都市蚂蚁”车对水平路面的压强为多大？

（2）若“都市蚂蚁”车受到的牵引力为200N，以5m/s的速度匀速行驶1×104m，则在此过程中“都市蚂蚁”车做的功为多少？发动机的输出功率为多大？

（3）上述乘载两人的“都市蚂蚁”车进入水中后若能浮在水面上，则“都市蚂蚁”车受到的浮力是多大？

Answer 1

【答案】（1）2.6×105Pa；（2）2×106J， 1000W；（3）5200N．

【解析】（1）车对水平路面的压力：F=G=mg=（400kg+2×60kg）×10N/kg=5200N，

车跟水平路面的接触面积S=200cm2 =0.02m2 ，

故车对水平路面的压强：p=F/S=5200N/0.02m2=2.6×105 Pa；

（2）在此过程中“都市蚂蚁”车做的功：W=Fs=200N×1×104 m=2×106 J，

发动机的输出功率P=Fv=200N×5m/s=1000W；

（3）概念车总重力G=mg=（400kg+2×60kg）×10N/kg=5200N，

因为能浮在水面上，所以车受到的浮力F浮 =G=5200N