Question

20．如图所示是某大学研究生设计“都市蚂蚁”概念车，这款汽车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵．已知“都市蚂蚁”概念车的主要参数如表．求：

质量m/kg	400
轮胎与地面的总接触面积S/m2	2×10-2
总体积V/m3	0.75

（1）“都市蚂蚁”车受到的重力是多少？静止时对水平路面的压强为多少？
（2）该车牵引力为2000N，以5m/s速度匀速行驶1000m过程中做的功为多少？功率为多大？
（3）改进后（重力不变），该车能漂浮在水面上，则其受到的浮力是多大？

Answer 1

分析 （1）已知质量，利用G=mg求出重力，“都市蚂蚁”车静止时对水平路面的压力等于其重力，利用p=$\frac{F}{S}$可求压强；
（2）根据v=$\frac{s}{t}$求出时间，利用W=Fs求出做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$求解功率；
（3）漂浮在液面上的物体所受浮力等于重力．

解答 解：（1）“都市蚂蚁”车受到的重力：G=mg=400kg×10 N/kg=4000N；
“都市蚂蚁”车对水平地面上的压力：F=G=4000N，
“都市蚂蚁”车对地面的压强：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，
匀速行驶1000m过程中做的功：W=Fs=2000N×1000m=2×10⁶J；
功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2×1{0}^{6}J}{200s}$=1×10⁴W；
（3）该车能漂浮在水面上，则其受到的浮力F_浮=G=4000N．
答：（1）“都市蚂蚁”车受到的重力是4000N；静止时对水平路面的压强为2×10⁵Pa；
（2）该车牵引力为2000N，以5m/s速度匀速行驶1000m过程中做的功为2×10⁶J；功率为1×10⁴W；
（3）改进后（重力不变），该车能漂浮在水面上，则其受到的浮力是4000N．

点评 此题考查重力、压强、功和功率、浮力的计算，是一道综合性很强题目，但总体难度不大，基本上都可以直接利用公式求解，本题关键：知道“都市蚂蚁”车静止时对水平路面的压力等于其重力．