Question

【題目】如圖所示是世界首款敞篷概念車SQuba．在陸地上SQuba最高時速可達126km/h，它還能夠潛入10m深的水下，在水下的最高時速為3km/h．SQuba車身輕巧，僅有900kg，每個輪胎與地面的接觸面積為0.02m2 ， 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（已知ρ水=1.0×103kg/m3 ， g取10N/kg）．求：
（1）每位乘員的質(zhì)量均為75kg，求乘載兩人的“水陸兩棲”汽車對水平路面的壓強為多大？
（2）當乘載兩人的“水陸兩棲”汽車在水面上漂浮運動時，汽車受到的浮力是多少？浸入水中的體積是多少？
（3）當乘載兩人的“水陸兩棲”汽車在陸地上以108km/h的時速勻速行駛10min，所受阻力為2000N，求汽車牽引力做功的功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：乘載兩人的“水陸兩棲”汽車對水平路面的壓力：

F=G總=m總g=（900kg+2×75kg）×10N/kg=10500N，

此時汽車對水平路面的壓強：

p= = =131250Pa；

（2）解：漂浮的物體所受的浮力與物重為一對平衡力，即F浮=G總=10500N，

由F浮=ρ液V排g可得浸入水中的體積：

V排= = =1.05m3；

（3）解：物體勻速運動時，其牽引力與阻力為一對平衡力，即F牽=f=2000N，

牽引力做功的功率：

P=F牽v=2000N× m/s=60000W．

【解析】（1）水平面上的物體，對水平面的壓力等于物體自身的重力；（2）漂浮的物體，所受的浮力與物體重力相等，再由V排= 解題；（3）勻速運動的物體，牽引力與所受阻力相等，根據(jù)P=Fv求解．
【考點精析】利用壓強的大小及其計算和阿基米德原理對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）；阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排．