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    14．为了缓解城市交通拥堵，某大学两位研究生设计出某种概念车，该车外表似蚂蚁，质量仅有400kg，总体积0.75m3，轮胎与地面的总接触面积200cm2，标准乘载100kg．请解答下列问题（g=10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3）：
    （1）该车标准乘载时对水平路面的压强多大？
    （2）该车标准乘载时以5m/s的速度在公路上匀速行驶时，受到的阻力是车总重的0.4倍，则发动机的输出功率多大？
    （3）若该车密封良好，改成水陆两用，计算该车标准承载浸没时受到的浮力是多大？最终在水中处于什么状态？

    分析 （1）车对水平路面的压力等于自身和标准承载的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，利用p=$\frac{F}{S}$求出车对水平路面的压强；
    （2）车以5m/s的速度在公路上匀速行驶时处于平衡状态，发动机的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出发动机的输出功率；
    （3）根据阿基米德原理求出车完全浸没时受到的浮力，然后与自身的重力相比较确定车最终的状态．

    解答 解：（1）该车标准乘载时对水平路面的压力：
    F=G总=（m车+m人）g=（400kg+100kg）×10N/kg=5×103N，
    对水平路面的压强：
    p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5×1{0}^{3}N}{200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.5×105Pa；
    （2）因车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
    所以，发动机的牵引力：F′=f=0.4G总=0.4×5×103N=2×103N，
    发动机的输出功率：
    P=$\frac{W}{t}$=$\frac{F′s}{t}$=F′v=2×103N×5m/s=1×104W；
    （3）车浸没水中时受到的浮力：
    F浮=ρ水gV车=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.75m3=7.5×103N，
    因F浮＞G总，
    所以，车可以浮在水面上．
    答：（1）该车标准乘载时对水平路面的压强是2.5×105Pa；
    （2）发动机的输出功率为1×104W；
    （3）该车标准承载浸没时受到的浮力是7.5×103N，最终在水中漂浮．

    点评 本题考查了重力公式、压强公式、功率公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用等，知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及公式的灵活应用是关键．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    4．如图所示，是汽车司机用来将汽车顶起来（如替换轮胎）的液压千斤顶原理图，其小活塞与杠杆相连，司机只要对杠杆施加一个较小的作用力，就可以在大活塞上产生一个较大的作用力，把汽车顶起来．它的工作原理是帕斯卡原理．已知小活塞与大活塞的面积之比为1：20，如果在小活塞上加50N的力，则在大活塞上可以产生的力为1000N．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    5．2016年4月24日是第一个“中国航天日”．在1970年的这一天，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”成功发射．如图所示，运载卫星的火箭在点火发射时，高温高压的燃气从其尾部迅速喷向地面，火箭拔地而起是利用了力的作用是相互的．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    2．你认为以下估测数据最符合实际的是（　　）
    A．珠穆朗玛峰顶的大气压约为1.5×105Pa
    B．一名中学生的体重约为200 kg
    C．一枚鸡蛋受到的重力约为0.5 N
    D．小明将掉在地上的物理课本捡起来放在课桌上做的功约为50J

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    9．在如图所示的电路中，电源电压保持不变．闭合开关S，电路正常工作．过了一会儿，灯L突然熄灭，电流表的示数变小，电压表示数变大．若整个装置除了灯L和电阻R以外，其余都完好，那么下列判断中正确的是（　　）
    A．灯L断路B．电阻R断路C．灯L短路D．电阻R短路

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    19．学完密度的知识后，小明想知道所喝的早餐奶的密度．于是和小刚到实验室，
    分别用不同的器材进行了测量．
    （1）小明利用天平（含砝码）、量筒、烧杯测量早餐奶的密度的过程如下：
    ①将天平放在水平桌面上，游码放在标尺左端的零刻线处，调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，这时横梁平衡；
    ②在烧杯中倒入适量的早餐奶，用天平测出烧杯和早餐奶的总质量为76.2g；再将烧杯中的早餐奶的一部分倒入量筒中，如图甲所示，则量筒内早餐奶的体积是40cm3；
    ③用天平测出烧杯和剩余早餐奶的质量，砝码和游码的示数如图乙所示，则量筒中早餐奶的质量为42g；
    ④经过计算可知，早餐奶的密度为ρ=1.05g/cm3．
    （2）实验中小刚发现自己桌上没有量筒，灵机一动，利用天平、水和烧杯测出了早餐奶的密度．他的操作过程如下：
    ①用天平测出空烧杯的质量m0；
    ②用天平测出烧杯和装满水的总质量m1；
    ③用天平测出烧杯和装满早餐奶的总质量m2．
    小刚测出的早餐奶密度表达式ρ=$\frac{（{m}_{2}-{m}_{0}）{ρ}_{水}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$（用字母表示，水的密度ρ水已知）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    6．如图是“探究影响滑动摩擦力大小与压力大小的关系”的实验．其中铜块、铝块和木块的体积和形状完全相同．

    （1）三次实验，让物块分别在长木板上沿着水平方向做匀速直线运动．
    （2）比较甲、乙、丙三图，可得到的结论是：在接触而粗糙程度相同时，物体表面受到的压力越大，滑动摩擦力越大．

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    3．一辆小汽车质量为2t，小汽车每个轮胎与地面的接触面积为50cm2，发动机的最大输出功率为90kW．g取10N/kg，求：
    （1）小汽车的重力是多少．
    （2）小汽车停在水平地面上时，对水平地面的压强是多少？
    （3）当发动机以最大输出功率工作时，小汽车行驶的速度为108km/h，小汽车的牵引力是多少？

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    4．某物理兴趣小组设计了探测湖底未知属性的矿石密度的装置，其部分结构如图甲所示．电源电压为6V，R0为定值电阻，滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙，T为容器的阀门．某次探测时，水下机器人潜入100m深的湖底取出矿石样品M．返回实验室后，将矿石样品M悬挂于P点放入容器中，保持静止状态．打开阀门T，随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示．在电压表示数从2V变为4V的过程中，电流表示数变化值为0.2A（弹簧电阻忽略不计，矿石M不吸水，湖水密度与水相同，g=10N/kg）．求：
    （1）水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强为多少？
    （2）定值电阻R0的阻值是多少？
    （3）矿石M的密度是多少kg/m3？

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