Question

【題目】某大學的兩位研究生設計發明的“都市螞蟻”概念車如圖所示，這款概念車小巧實用，有利于緩解城市交通擁堵。航模社的同學想將此車改成“水路兩棲螞蟻車”，已知“都市螞蟻”概念車的主要參數如表（g=10N/kg）

（1）若每位乘員的質量均為50kg，求乘載兩人的“都市螞蟻”車對水平路面的壓強為多大？

（2）若“都市螞蟻”車受到引力200N，以5m/s的速度勻速行駛1×104m．則在此過程中“都市螞蟻”車做的功為多少？發動機的輸出功率為多大？

（3）上述乘載兩人的“都市螞蟻”車進入水中后若能浮在水面上，求“都市螞蟻”車受到的浮力是多大？

Answer 1

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

【解析】（1）根據題意知道，車對水平路面的壓力是：F=G=mg=（400kg+2×50kg）×10N/kg=5000N，

且輪胎與地面的總接觸面積是：S=200cm2=2×102m2

所以，車對水平路面的壓強是：p=F/S=5000N/2×102m2=2.5×105 Pa；

（2）在此過程中車受到引力200N ，故“都市螞蟻”車做的功是：W=Fs=200N×1×104 m=2×106 J，

發動機的輸出功率是：P=Fv=200N×5m/s=1000W；

（3）概念車總重力是：G=mg=（400kg+2×50kg）×10N/kg=5000N，

因為能浮在水面上，所以車受到的浮力是：F浮=G=5000N。