Question

10．被稱為“世界最快的水陸兩棲車”的“美洲豹”已經(jīng)在海外正式上市，如圖所示．在由陸地進(jìn)入水中時(shí)，“美洲豹”車輪可通過液壓方式進(jìn)入底盤，使用一個(gè)噴氣驅(qū)動(dòng)控制桿從汽車切換成快艇，其從汽車變成快艇只需要短短15秒，“美洲豹”的鉻鉬鋼底盤可滑進(jìn)一個(gè)纖維玻璃外殼．纖維玻璃外殼內(nèi)裝有密閉的聚苯乙烯泡沫塑料，為汽車提供浮力．它的相關(guān)數(shù)據(jù)如下．（g取10N/kg）

車身質(zhì)量（kg）	1050
車身長度（m）	1.5
最多可乘坐人數(shù)	4
水上最高速度（km/h）	72
陸上最高速度（km/h）	130

（1）“美洲豹”在陸地上以最高速度行駛0.5h，通過的路程是多km？
（2）“美洲豹”空載停在平直公路上時(shí)，輪眙與地面的總接觸面積大約為0.1m²，此時(shí)對地面的壓強(qiáng)約多少？
（3）“美洲豹”以最高速度在水上行駛時(shí)，受到的阻力約是車身重力的0.3倍，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率約多少？
（4）該水陸兩用車載設(shè)計(jì)與使用過程中蘊(yùn)含了許多物理知識(shí)，請說出其中一個(gè)現(xiàn)象和其對應(yīng)的物理知識(shí)．
例如：纖維玻璃外殼光滑--減小摩擦力．

Answer 1

分析 （1）已知陸上最大速度和行駛時(shí)間，利用速度公式變形求解通過的路程；
（2）利用G=mg求出“美洲豹”的重力，“美洲豹”停在平直公路上時(shí)，對地面的壓力等于其自身重力，又知受力面積，再利用p=$\frac{F}{S}$求解壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的功率．
（4）根據(jù)水陸兩用車載設(shè)計(jì)與使用過程中的特點(diǎn)，結(jié)合所學(xué)物理知識(shí)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”對地面的壓力F=G=mg=1050kg×10N/kg=1.05×10⁴N，
對地面的壓強(qiáng)p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.05×1{0}^{4}N}{0.1{m}^{2}}$=1.05×10⁵Pa；
（3）由題可求出F_阻=0.3G=0.3×1.05×10⁴N=3150N；
因?yàn)檐囎鰟蛩傩旭�，由二力平衡條件知：F_牽=F_阻=3150N；
v=72km/h=20m/s，
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=F_牽v=3150N×20m/s=6.3×10⁴W．
（4）“美洲豹”車輪進(jìn)入底盤----重力不變；
由陸地進(jìn)入水中-------浮力增大；
烯泡沫塑料-----密度小；  
纖維玻璃外殼光滑-------摩擦力較��；
輪胎表面凸凹不平-----增大摩擦力．
答：（1）通過的路程是65km；
（2）此時(shí)對地面的壓強(qiáng)為1.05×10⁵Pa；
（3）此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為7.8×10⁴W．
（4）輪胎表面凸凹不平-----增大摩擦力．

點(diǎn)評 此題考查速度公式及其應(yīng)用、壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算、功率的計(jì)算，是一道綜合性較強(qiáng)的題目，關(guān)鍵是知道靜止在水平面上的物體對水平面的壓力等于其自身重力，同時(shí)要學(xué)生能從表格中獲取信息加以計(jì)算．