题目内容

3.如图所示,是世界首款“水陆两栖”的敞篷概念车.在陆地上概念车最高时速可达126km/h,它还能够潜入10米深的水下,在水下的最高时速为3km/h.概念车身轻巧,仅有900kg,潜入水下时,乘客利用车身携带的压缩空气装置,可以正常呼吸.
(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:
(1)概念车在水平地面上受到的重力.
(2)当概念在陆地上最高速度匀速行驶时,所受阻力为车重的0.2倍,则10分钟内汽车牵引力所做功的功率.
(3)当汽车位于水下10米深处时,汽车受到水的压力约为多少牛;(整车的受力面积约为12m2)

分析 (1)根据G=mg求出重力;
(2)求出车受的阻力,匀速行驶,所以阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,根据P=Fv求出功率;
(3)根据p=ρgh求出汽车受到水的压强,再利用F=pS求汽车受到水的压力.

解答 解:
(1)概念车在水平地面上受到的重力:
G=mg=900kg×10N/kg=9000N;
(2)因为汽车匀速行驶,所以汽车受的牵引力:
F=f=0.2G=0.2×9000N=1800N,
v=126km/h=126×$\frac{1}{3.6}$m/s=35m/s
汽车牵引力所做功的功率:
P=Fv=1800N×35m/s=6.3×104W;
(3)水对汽车的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1×105Pa,
汽车受到水的压力:
F=pS=1×105Pa×12m2=1.2×106N.
答:(1)概念车在水平地面上受到的重力为9000N.
(2)10分钟内汽车牵引力所做功的功率为6.3×104W.
(3)当汽车位于水下10米深处时,汽车受到水的压力约为1.2×106N.

点评 此题主要考查的是学生对重力、液体压强、功率计算公式、二力平衡条件的理解和掌握,注意变形公式的运用,基础性题目.

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