Question

10．被称为“世界最快的水陆两栖车”的“美洲豹”已经在海外正式上市，如图所示．在由陆地进入水中时，“美洲豹”车轮可通过液压方式进入底盘，使用一个喷气驱动控制杆从汽车切换成快艇，其从汽车变成快艇只需要短短15秒，“美洲豹”的铬钼钢底盘可滑进一个纤维玻璃外壳．纤维玻璃外壳内装有密闭的聚苯乙烯泡沫塑料，为汽车提供浮力．它的相关数据如下．（g取10N/kg）

车身质量（kg）	1050
车身长度（m）	1.5
最多可乘坐人数	4
水上最高速度（km/h）	72
陆上最高速度（km/h）	130

（1）“美洲豹”在陆地上以最高速度行驶0.5h，通过的路程是多km？
（2）“美洲豹”空载停在平直公路上时，轮眙与地面的总接触面积大约为0.1m²，此时对地面的压强约多少？
（3）“美洲豹”以最高速度在水上行驶时，受到的阻力约是车身重力的0.3倍，此时发动机的功率约多少？
（4）该水陆两用车载设计与使用过程中蕴含了许多物理知识，请说出其中一个现象和其对应的物理知识．
例如：纤维玻璃外壳光滑--减小摩擦力．

Answer 1

分析 （1）已知陆上最大速度和行驶时间，利用速度公式变形求解通过的路程；
（2）利用G=mg求出“美洲豹”的重力，“美洲豹”停在平直公路上时，对地面的压力等于其自身重力，又知受力面积，再利用p=$\frac{F}{S}$求解压强；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv计算发动机的功率．
（4）根据水陆两用车载设计与使用过程中的特点，结合所学物理知识分析解答，答案不唯一，合理即可．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得，路程：
s=vt=130km/h×0.5h=65km；
（2）“美洲豹”对地面的压力F=G=mg=1050kg×10N/kg=1.05×10⁴N，
对地面的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.05×1{0}^{4}N}{0.1{m}^{2}}$=1.05×10⁵Pa；
（3）由题可求出F_阻=0.3G=0.3×1.05×10⁴N=3150N；
因为车做匀速行驶，由二力平衡条件知：F_牵=F_阻=3150N；
v=72km/h=20m/s，
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=F_牵v=3150N×20m/s=6.3×10⁴W．
（4）“美洲豹”车轮进入底盘----重力不变；
由陆地进入水中-------浮力增大；
烯泡沫塑料-----密度小；  
纤维玻璃外壳光滑-------摩擦力较小；
轮胎表面凸凹不平-----增大摩擦力．
答：（1）通过的路程是65km；
（2）此时对地面的压强为1.05×10⁵Pa；
（3）此时发动机的功率为7.8×10⁴W．
（4）轮胎表面凸凹不平-----增大摩擦力．

点评 此题考查速度公式及其应用、压强的大小及其计算、功率的计算，是一道综合性较强的题目，关键是知道静止在水平面上的物体对水平面的压力等于其自身重力，同时要学生能从表格中获取信息加以计算．