Question

【题目】人类从鸟类飞行得到启示发明了飞机，从鱼类游泳得到启示发明了潜艇．某大学两位研究生从蚂蚁身上得到启示，设计出“都市蚂蚁”概念车（如图所示）质量是360kg，乘载两人的总质量为140kg．这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵．（g取10N/kg）

（1）这款概念车乘载两人在水平地面上匀速行驶18km所用的时间为0.5h，且在匀速行驶过程中受到的阻力是总重的0.4倍，则该车的速度是多少？此时车受到多大的牵引力？
（2）航模社的同学想将此概念车改进成“水陆两栖车”．若上述乘载两人的概念车要在水面漂浮，且至少有三分之一的体积露出水面，则它的总体积至少为多大（假设车内不进水）？

Answer 1

【答案】
（1）解：由题意可知，该车速度为v==36km/h；

此车是匀速运动的，在水平方向上受力平衡，则牵引力等于阻力f=0.4G总=0.4mg=0.4×（360kg+140kg）×10N/kg=2000N;

答：车的速度为36km/h,车受到的阻力为2000N。

（2）解：漂浮时，浮力等于总重力5000N，则排开水的质量为500kg，体积为V==0.5m3，则可知，水面上露出的部分至少为0.25m3，所以此车的总体积至少为0.75m3。

答：车的总体积至少为0.75m3。

【解析】（1）根据v=求出速度，根据二力平衡求出牵引力的大小；

（2）根据漂浮条件F浮=G和密度的公式求出体积。

【考点精析】本题主要考查了二力平衡条件的应用和物体的浮沉条件及其应用的相关知识点，需要掌握二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，即合力为零．（一物、二力、等大、反向、同直线）；物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体 F浮＞G 时上浮，F浮 = G 时悬浮，F浮 ＜G 时下沉．物体浮沉条件的应用举例：（1）轮船（2）潜水艇（3）气球（4）飞艇、热气（5）密度计（密度计的刻度是从上到下刻度变大，刻度不均匀，且刻度无单位．）才能正确解答此题．