为了缓解城市交通拥堵.某大学两位研究生设计出“都市蚂蚁概念车.该车外表似蚂蚁.小巧实用.质量仅有400kg.总体积0.75m3.轮胎与地面的总接触面积200cm2.标准乘载100kg．请解答标准乘载时的下列问题(g取10N/kg.水的密度为1.0×103kg/m3):(1)“都市蚂蚁车对水平路面的压力.压强多大?(2)“都市蚂蚁车以5m/s的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

11．

为了缓解城市交通拥堵，某大学两位研究生设计出“都市蚂蚁”概念车，该车外表似蚂蚁，小巧实用，质量仅有400kg，总体积0.75m³，轮胎与地面的总接触面积200cm²，标准乘载100kg．请解答标准乘载时的下列问题（g取10N/kg，水的密度为1.0×10³kg/m³）：
（1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压力、压强多大？
（2）“都市蚂蚁”车以5m/s的速度在公路上匀速行驶时，受到的阻力是车总重的0.04倍，则发动机的输出功率多大？
（3）该车密封良好，可将此车改造成“水陆两栖蚂蚁车”，请计算它浮在水面上行驶时，它露出水面的体积是多少？
（请在答题纸上写出完整的计算过程）

分析（1）根据F=G=mg计算车对水平路面的压力，由p=$\frac{F}{S}$计算车对水平路面的压强；
（2）求发动机的输出功率可以用功率的公式P=Fv求解；
（3）首先根据车完全浸没时的浮力与重力的关系判断其浮沉情况，然后根据浮力公式计算出漂浮时浸入水泥中的体积，从而可得露出水面的体积．

解答解：（1））“都市蚂蚁”车标准乘载时对地面的压力F=G_总=（m_车+m_人）g=（400kg+100kg）×10N/kg=5×10³N；
对水平路面的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5×1{0}^{3}N}{2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2.5×10⁵Pa；
（2）“都市蚂蚁”车匀速行驶时，牵引力F=f=0.04G_总=0.04×5×10³N=200N；
发动机的输出功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=200N×5m/s=1×10³W；
（3）“都市蚂蚁”车浸没水中时受到的浮力F_浮=ρ_水gV_车=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.75m³=7.5×10³N；
由于F_浮＞G_总，所以“都市蚂蚁”车可以浮在水面上；
当“都市蚂蚁”车漂浮时，受到的浮力F_浮′=G_总=5×10³N；
由F_浮=ρ_水gV_排得，排开水的体积V_排′=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5×1{0}^{3}N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.5m³；
车露出水面的体积V_露=V_车-V_排=0.75m³-0.5m³=0.25m³．
答：（1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压力为5×10³N；压强是2.5×10⁵Pa；
（2）发动机的输出功率为1×10³W；
（3）它露出水面的体积是0.25m³．

点评对于这类科普性的习题，要从中找出考查的物理问题，本题主要考查浮力、压强、重力的有关计算，关键掌握相关的计算公式，并能够灵活运用．

练习册系列答案

2．下列根据现象所作出的推测符合事实的是（　　）

	A．	由物体温度升高推测：物体吸收了热量
	B．	由相同速度的载重货车比小轿车更难以制动推测：质量越大，惯性越大
	C．	由家庭电路中的空气开关自动切断电路推测：电路短路
	D．	由物体的温度为0℃推测：物体没有内能

19．下列说法中正确的是（　　）

	A．	凸透镜只对平行光有会聚作用
	B．	人离平面镜越远，人在平面镜中所成的像就越小
	C．	一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光
	D．	反射光线与入射光线不在同一平面内

6．以下是一则新闻报道：“今天零时，汽、柴油价格每吨分别提高205元和200元，测算到零售价格90号汽油和0号柴油每升分别提高0.15元和0.17元．”据此估测0号柴油的密度约为（不考虑0号柴油在生产运输过程中密度的变化）（　　）

16．如图所示，忽略空气阻力，小球由空中A处释放经过B、C两位置时，以下物理量不变的是（　　）