Question

10．被稱為“世界最快的水陸兩棲車”的“美洲豹”已經(jīng)在海外正式上市，如圖所示．在由陸地進入水中時，“美洲豹”車輪可通過液壓方式進入底盤，使用一個噴氣驅(qū)動控制桿從汽車切換成快艇，其從汽車變成快艇只需要短短15秒，“美洲豹”的鉻鉬鋼底盤可滑進一個纖維玻璃外殼．纖維玻璃外殼內(nèi)裝有密閉的聚苯乙烯泡沫塑料，為汽車提供浮力．它的相關數(shù)據(jù)如下．（g取10N/kg）

車身質(zhì)量（kg）	1050
車身長度（m）	1.5
最多可乘坐人數(shù)	4
水上最高速度（km/h）	72
陸上最高速度（km/h）	130

（1）“美洲豹”在陸地上以最高速度行駛0.5h，通過的路程是多km？
（2）“美洲豹”空載停在平直公路上時，輪眙與地面的總接觸面積大約為0.1m²，此時對地面的壓強約多少？
（3）“美洲豹”以最高速度在水上行駛時，受到的阻力約是車身重力的0.3倍，此時發(fā)動機的功率約多少？
（4）該水陸兩用車載設計與使用過程中蘊含了許多物理知識，請說出其中一個現(xiàn)象和其對應的物理知識．
例如：纖維玻璃外殼光滑--減小摩擦力．

Answer 1

分析 （1）已知陸上最大速度和行駛時間，利用速度公式變形求解通過的路程；
（2）利用G=mg求出“美洲豹”的重力，“美洲豹”停在平直公路上時，對地面的壓力等于其自身重力，又知受力面積，再利用p=$\frac{F}{S}$求解壓強；
（3）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計算發(fā)動機的功率．
（4）根據(jù)水陸兩用車載設計與使用過程中的特點，結合所學物理知識分析解答，答案不唯一，合理即可．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得，路程：
s=vt=130km/h×0.5h=65km；
（2）“美洲豹”對地面的壓力F=G=mg=1050kg×10N/kg=1.05×10⁴N，
對地面的壓強p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.05×1{0}^{4}N}{0.1{m}^{2}}$=1.05×10⁵Pa；
（3）由題可求出F_阻=0.3G=0.3×1.05×10⁴N=3150N；
因為車做勻速行駛，由二力平衡條件知：F_牽=F_阻=3150N；
v=72km/h=20m/s，
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=F_牽v=3150N×20m/s=6.3×10⁴W．
（4）“美洲豹”車輪進入底盤----重力不變；
由陸地進入水中-------浮力增大；
烯泡沫塑料-----密度小；  
纖維玻璃外殼光滑-------摩擦力較小；
輪胎表面凸凹不平-----增大摩擦力．
答：（1）通過的路程是65km；
（2）此時對地面的壓強為1.05×10⁵Pa；
（3）此時發(fā)動機的功率為7.8×10⁴W．
（4）輪胎表面凸凹不平-----增大摩擦力．

點評 此題考查速度公式及其應用、壓強的大小及其計算、功率的計算，是一道綜合性較強的題目，關鍵是知道靜止在水平面上的物體對水平面的壓力等于其自身重力，同時要學生能從表格中獲取信息加以計算．