Question

1．如圖所示，是世界首款“水路兩棲”的敞篷概念車SQuba．在陸地上最高時速可達35m/s，它還能夠潛入10m深的水下．車身輕巧，僅有9000N，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．當車在陸地上以最高速度勻速行駛時，所受阻力為車重的0.2倍．（ρ_水=1.0×10³kg/m³）求：
（1）此時車受到的牽引力；
（2）車載10min內通過的路程和牽引力所做功；
（3）當車潛入10m深的水下，水對車底部的壓強．

Answer 1

分析 （1）根據阻力與車重的關系求出阻力大小，然后利用二力平衡條件得出此時車受到的牽引力；
（2）已知時間和速度，利用v=$\frac{s}{t}$計算車通過的路程；利用W=Fs計算牽引力所做功；
（3）根據p=ρgh求出水對汽車底部的壓強．

解答 解：（1）當車在陸地上以最高速度勻速行駛時，此時車受到的牽引力：
F=f=0.2G=0.2×9000N=1800N；
（2）根據v=$\frac{s}{t}$可得，車在10min內通過的路程：
s=vt=35m/s×10×60s=2.1×10⁴m；
牽引力所做功：
W=Fs=1800N×2.1×10⁴m=3.78×10⁷J；
（3）當車潛入10m深的水下，水對車底部的壓強：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10m=1×10⁵Pa．
答：（1）此時車受到的牽引力；
（2）車在10min內通過的路程為2.1×10⁴m；牽引力所做功為3.78×10⁷J；
（3）當車潛入10m深的水下，水對車底部的壓強為1×10⁵Pa．

點評 此題考查液體壓強的計算、功的計算，同時考查速度公式及其應用、二力平衡條件及其應用，是一道綜合性較強的題目，關鍵是利用二力平衡條件得出此時車受到的牽引力．