Question

3．如圖所示，是世界首款“水陸兩棲”的敞篷概念車．在陸地上概念車最高時速可達126km/h，它還能夠潛入10米深的水下，在水下的最高時速為3km/h．概念車身輕巧，僅有900kg，潛入水下時，乘客利用車身攜帶的壓縮空氣裝置，可以正常呼吸．
（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）．求：
（1）概念車在水平地面上受到的重力．
（2）當概念在陸地上最高速度勻速行駛時，所受阻力為車重的0.2倍，則10分鐘內(nèi)汽車牽引力所做功的功率．
（3）當汽車位于水下10米深處時，汽車受到水的壓力約為多少牛；（整車的受力面積約為12m²）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)G=mg求出重力；
（2）求出車受的阻力，勻速行駛，所以阻力和牽引力是一對平衡力，大小相等，根據(jù)P=Fv求出功率；
（3）根據(jù)p=ρgh求出汽車受到水的壓強，再利用F=pS求汽車受到水的壓力．

解答 解：
（1）概念車在水平地面上受到的重力：
G=mg=900kg×10N/kg=9000N；
（2）因為汽車勻速行駛，所以汽車受的牽引力：
F=f=0.2G=0.2×9000N=1800N，
v=126km/h=126×$\frac{1}{3.6}$m/s=35m/s
汽車牽引力所做功的功率：
P=Fv=1800N×35m/s=6.3×10⁴W；
（3）水對汽車的壓強：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10m=1×10⁵Pa，
汽車受到水的壓力：
F=pS=1×10⁵Pa×12m²=1.2×10⁶N．
答：（1）概念車在水平地面上受到的重力為9000N．
（2）10分鐘內(nèi)汽車牽引力所做功的功率為6.3×10⁴W．
（3）當汽車位于水下10米深處時，汽車受到水的壓力約為1.2×10⁶N．

點評 此題主要考查的是學生對重力、液體壓強、功率計算公式、二力平衡條件的理解和掌握，注意變形公式的運用，基礎性題目．