2013年11月19日意大利菲亚特汽车公司制造的水陆两栖车“菲亚特500”“扬轮出海”，如图所示若这款汽车仅有900kg（包括驾驶员等负载），在陆地上的最大速度为126km/h在水上的最大速度为3km/h

Question

2013年11月19日意大利菲亚特汽车公司制造的水陆两栖车“菲亚特500”“扬轮出海”，如图所示若这款汽车仅有900kg（包括驾驶员等负载），在陆地上的最大速度为126km/h在水上的最大速度为3km/h．（取ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）估算“菲亚特500”静止在水平地面上时对地面的压强．
（2）求汽车在水面上匀速航行时，汽车排开水的体积．
（3）若汽车在陆地上以最大的速度匀速行驶时，所受阻力为车重的0.2倍，求10min内汽车牵引力做功的功率．

Answer 1

（1）汽车的重力：
G=mg=900kg×10N/kg=9000N，
四个轮胎与地面的接触面积约为0.15m²，
对地面的压强：
p=(F压)/(S)=(G)/(S)=(9000N)/(0.15m2)=6×10⁴Pa；
（2）汽车在水面上匀速航行时，
因汽车漂浮在水面，
所以，汽车受到的浮力：
F_浮=G=9000N，
由F_浮=ρ_水gV_排得，汽车排开水的体积：
V_排=(F浮)/(ρ水g)=(9000N)/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=0.9m³；
（3）因为汽车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以汽车受到的牵引力：
F_牵=f=0.2×9000N=1800N，
汽车牵引力做功的功率：
P=(W)/(t)=(Fs)/(t)=Fv=1800N×(126)/(3.6)m/s=6.3×10⁴W．
答：（1）“菲亚特500”静止在水平地面上时对地面的压强约为6×10⁴Pa；
（2）汽车在水面上匀速航行时，汽车排开水的体积为0.9m³；
（3）10min内汽车牵引力做功的功率为6.3×10⁴W．