Question

【題目】某大學的兩位研究生設計發明的“都市螞蟻”概念車，如圖所示．這款概念車小巧實用，有利于緩解城市交通擁堵．航模社的同學想將此車改成“水陸兩棲螞蟻車”，已知“都市螞蟻”概念車的主要參數如表．（g=10N/kg）

（1）若每位乘員的質量均為60kg，求乘載兩人的“都市螞蟻”車對水平路面的壓強為多大？

（2）若“都市螞蟻”車受到的牽引力為200N，以5m/s的速度勻速行駛1×104m，則在此過程中“都市螞蟻”車做的功為多少？發動機的輸出功率為多大？

（3）上述乘載兩人的“都市螞蟻”車進入水中后若能浮在水面上，則“都市螞蟻”車受到的浮力是多大？

Answer 1

【答案】（1）2.6×105Pa；（2）2×106J， 1000W；（3）5200N．

【解析】（1）車對水平路面的壓力：F=G=mg=（400kg+2×60kg）×10N/kg=5200N，

車跟水平路面的接觸面積S=200cm2 =0.02m2 ，

故車對水平路面的壓強：p=F/S=5200N/0.02m2=2.6×105 Pa；

（2）在此過程中“都市螞蟻”車做的功：W=Fs=200N×1×104 m=2×106 J，

發動機的輸出功率P=Fv=200N×5m/s=1000W；

（3）概念車總重力G=mg=（400kg+2×60kg）×10N/kg=5200N，

因為能浮在水面上，所以車受到的浮力F浮 =G=5200N