Question

【题目】某大学的两位研究生设计发明的“都市蚂蚁”概念车如图所示，这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵。航模社的同学想将此车改成“水路两栖蚂蚁车”，已知“都市蚂蚁”概念车的主要参数如表（g=10N/kg）

（1）若每位乘员的质量均为50kg，求乘载两人的“都市蚂蚁”车对水平路面的压强为多大？

（2）若“都市蚂蚁”车受到引力200N，以5m/s的速度匀速行驶1×104m．则在此过程中“都市蚂蚁”车做的功为多少？发动机的输出功率为多大？

（3）上述乘载两人的“都市蚂蚁”车进入水中后若能浮在水面上，求“都市蚂蚁”车受到的浮力是多大？

Answer 1

【答案】（1）2.5×105Pa；（2）2×106J， 1000W；（3）5000N。

【解析】（1）根据题意知道，车对水平路面的压力是：F=G=mg=（400kg+2×50kg）×10N/kg=5000N，

且轮胎与地面的总接触面积是：S=200cm2=2×102m2

所以，车对水平路面的压强是：p=F/S=5000N/2×102m2=2.5×105 Pa；

（2）在此过程中车受到引力200N ，故“都市蚂蚁”车做的功是：W=Fs=200N×1×104 m=2×106 J，

发动机的输出功率是：P=Fv=200N×5m/s=1000W；

（3）概念车总重力是：G=mg=（400kg+2×50kg）×10N/kg=5000N，

因为能浮在水面上，所以车受到的浮力是：F浮=G=5000N。