Question

1．如图所示，是世界首款“水路两栖”的敞篷概念车SQuba．在陆地上最高时速可达35m/s，它还能够潜入10m深的水下．车身轻巧，仅有9000N，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．当车在陆地上以最高速度匀速行驶时，所受阻力为车重的0.2倍．（ρ_水=1.0×10³kg/m³）求：
（1）此时车受到的牵引力；
（2）车载10min内通过的路程和牵引力所做功；
（3）当车潜入10m深的水下，水对车底部的压强．

Answer 1

分析 （1）根据阻力与车重的关系求出阻力大小，然后利用二力平衡条件得出此时车受到的牵引力；
（2）已知时间和速度，利用v=$\frac{s}{t}$计算车通过的路程；利用W=Fs计算牵引力所做功；
（3）根据p=ρgh求出水对汽车底部的压强．

解答 解：（1）当车在陆地上以最高速度匀速行驶时，此时车受到的牵引力：
F=f=0.2G=0.2×9000N=1800N；
（2）根据v=$\frac{s}{t}$可得，车在10min内通过的路程：
s=vt=35m/s×10×60s=2.1×10⁴m；
牵引力所做功：
W=Fs=1800N×2.1×10⁴m=3.78×10⁷J；
（3）当车潜入10m深的水下，水对车底部的压强：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10m=1×10⁵Pa．
答：（1）此时车受到的牵引力；
（2）车在10min内通过的路程为2.1×10⁴m；牵引力所做功为3.78×10⁷J；
（3）当车潜入10m深的水下，水对车底部的压强为1×10⁵Pa．

点评 此题考查液体压强的计算、功的计算，同时考查速度公式及其应用、二力平衡条件及其应用，是一道综合性较强的题目，关键是利用二力平衡条件得出此时车受到的牵引力．