Question

【題目】為了緩解城市交通擁堵，某大學(xué)的兩位研究生設(shè)計(jì)發(fā)明了“都市螞蟻”概念車，該車外表似螞蟻，小巧實(shí)用，質(zhì)量?jī)H有400 kg，總體積0.75m3 ， 標(biāo)準(zhǔn)乘載100 kg．請(qǐng)解答標(biāo)準(zhǔn)乘載時(shí)的下列問題．（g取10N/kg，水的密度為1.0×103 kg/m3）

（1）“都市螞蟻”車在公路上勻速行駛時(shí)，受到的阻力是車總重的0.04倍，則發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力多大？
（2）該車密封良好，是一款“水陸兩棲螞蟻車”，請(qǐng)計(jì)算它浮在水面上行駛時(shí)所受的浮力是多少？露出水面的體積是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：已知車在公路上勻速行駛時(shí)，受到的阻力是車總重的0.04倍，車處于平衡狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力和阻力大小相等，所以

F=f=0.04G=0.04m總g=0.04×（400kg+100kg）×10N/kg=200N；

答：發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為200N；

（2）解：根據(jù)漂浮條件，它浮在水面上行駛時(shí)所受的浮力等于其重力

F浮=G= m總g=（400kg+100kg）×10N/kg=5000N，

由 可得，車排開水的體積 ，

車露出水面的體積V露=V-V排=0.75m3-0.5m3=0.25m3。

答：它浮在水面上行駛時(shí)所受的浮力是5000N，露出水面的體積是0.25m3。

【解析】（1）根據(jù)二力平衡求出牽引力F;（2）先根據(jù)物體的浮沉條件求出浮力的大小，再根據(jù)阿基米德原理計(jì)算V排，利用V露=V-V排。

【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用二力平衡條件的應(yīng)用和重力的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上，即合力為零．（一物、二力、等大、反向、同直線）；重力的計(jì)算公式：G=mg．