Question

9．北汽集團開發(fā)了一種水陸兩用車，自重1.5噸，滿載總質(zhì)量3噸，空載時將它置于水平地面上四輪著地總面積為2000cm²，在陸地上的最大時速是130km/h，水中的最大時速是20km/h．（g=10N/kg）求：
（1）水陸兩用車在水中勻速直線行駛時，水對車的推力等于（選填“大于”“等于”或“小于”）車受到的阻力；
（2）水陸兩用車靜止在水平地面上，空載時對地面的壓強是多少？當其在水中以最大速度行駛30min，通過的路程是多少？
（3）若該車靜止在深水中，則滿載時浸在水中的體積是多少？（ρ_水=1.0×10³kg/m³）．

Answer 1

分析 （1）物體處于靜止或勻速直線運動時受平衡力；
（2）水陸兩用車在水平地面上，對地面的壓力等于自身的重力，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求水陸兩用車對地面的壓強，根據(jù)s=vt算出通過的路程．
（3）水陸兩用車在水中漂浮時，受到的浮力和自身的重力相等，然后根據(jù)阿基米德原理求出它排開的水的體積．

解答 解：（1）水陸兩用車在水中勻速直線行駛時，水對車的推力和車受到的阻力，這兩個力大小相等，方向相反；
（2）停在水平地面上時，車對地面的壓力：
F=G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×10⁴N，
車對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.5×1{0}^{4}N}{0.2{m}^{2}}$=7.5×10⁴Pa；
在水中以最大速度行駛30min，
通過的路程為：s=vt=20km/h×0.5h=10km；
（3）因為水陸兩用車漂浮，
所以在水中受到的浮力F_浮=G=3×10⁴N，
由F浮=ρ_液gV_排得，
排開水的體積：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3×1{0}^{4}N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3m³；
答：（1）等于；
（2）水陸兩用車停在水平地面時，對地面的壓強是7.5×10⁴Pa；通過的路程為10km；
（3）水陸兩用車停在水面時，排開水的體積是3m³．

點評 本題考查浮力、壓強和二力平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，要知道在水平面上物體對地面的壓力等于物體自身的重力，解題過程中還要注意單位的換算．