Question

8．美洲豹水陆两用车是一款新型两栖汽车，由美国加州WaterCar公司设计而成．它能够直接从陆地开到水中，并在15秒内由车变成船．该车满载时总质量约1600kg，长度4.6米，可乘坐4人，动力来自于一台220kW的VTEC V6发动机，陆上速度最高达120km/h，在水上速度可达到72km/h．（g=10N/kg） 
（1）“美洲豹”在陆地上以最高速度行驶100km，需要多少时间？
（2）“美洲豹”在陆地上以最大功率行驶100km，发动机做的功是多少J？
（3）“美洲豹”满载时，在水面行驶受到水的浮力是多少N？

Answer 1

分析 （1）已知“美洲豹”在陆地上以最高速度和路程，利用v=$\frac{s}{t}$计算时间；
（2）已知功率和时间，利用P=$\frac{W}{t}$可求发动机做的功；
（3）“美洲豹”满载时，在水面行驶受到水的浮力等于其满载时的总质量，利用G=mg求出．

解答 解：（1）v=120km/s=$\frac{120}{3.6}$m/s，s=100km=1×10⁵m，
根据v=$\frac{s}{t}$可得，需要的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1×1{0}^{5}m}{\frac{120}{3，6}m/s}$=3000s=50min；
（2）根据P=$\frac{W}{t}$可得，发动机做的功：
W=Pt=2.2×10⁵W×3000s=6.6×10⁸J；
（3）“美洲豹”满载时，在水面行驶时，处于漂浮状态，
所以受到水的浮力：
F_浮=G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×10⁴N．
答：（1）“美洲豹”在陆地上以最高速度行驶100km，需要50min；
（2）发动机做的功是6.6×10⁸J；
（3）“美洲豹”满载时，在水面行驶受到水的浮力是1.6×10⁴N．

点评 此题考查速度公式及其应用、功的计算和浮力的计算，掌握物体漂浮条件是解答此题关键．