Question

3．如圖所示，是世界首款“水陸兩棲”的敞篷概念車(chē)．在陸地上概念車(chē)最高時(shí)速可達(dá)126km/h，它還能夠潛入10米深的水下，在水下的最高時(shí)速為3km/h．概念車(chē)身輕巧，僅有900kg，潛入水下時(shí)，乘客利用車(chē)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(chē)在水平地面上受到的重力．
（2）當(dāng)概念在陸地上最高速度勻速行駛時(shí)，所受阻力為車(chē)重的0.2倍，則10分鐘內(nèi)汽車(chē)牽引力所做功的功率．
（3）當(dāng)汽車(chē)位于水下10米深處時(shí)，汽車(chē)受到水的壓力約為多少牛；（整車(chē)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(chē)受的阻力，勻速行駛，所以阻力和牽引力是一對(duì)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(chē)受到水的壓強(qiáng)，再利用F=pS求汽車(chē)受到水的壓力．

解答 解：
（1）概念車(chē)在水平地面上受到的重力：
G=mg=900kg×10N/kg=9000N；
（2）因?yàn)槠��?chē)勻速行駛，所以汽車(chē)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(chē)牽引力所做功的功率：
P=Fv=1800N×35m/s=6.3×10⁴W；
（3）水對(duì)汽車(chē)的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10m=1×10⁵Pa，
汽車(chē)受到水的壓力：
F=pS=1×10⁵Pa×12m²=1.2×10⁶N．
答：（1）概念車(chē)在水平地面上受到的重力為9000N．
（2）10分鐘內(nèi)汽車(chē)牽引力所做功的功率為6.3×10⁴W．
（3）當(dāng)汽車(chē)位于水下10米深處時(shí)，汽車(chē)受到水的壓力約為1.2×10⁶N．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)重力、液體壓強(qiáng)、功率計(jì)算公式、二力平衡條件的理解和掌握，注意變形公式的運(yùn)用，基礎(chǔ)性題目．