问题
计算题
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(如图所示).
这款概念车小巧实用,并可根据人数组合 乘车舱,有利于缓解城市交通拥堵.
(l)如果500千克,以5米/秒的速度在城市中驶行驶,“都市蚂蚁”车在运行过程中受到的阻力是总重的0.4倍,则发动机的输出功率至少多大?(g取10牛/千克)
(2)航模社的同学想将此概念车改进成“水陆两栖蚂蚁车”,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)
(3)针对“都市蚂蚁”,从有利于节能减排的角度提出一条建议.

答案
解:(1)车和人的总重力为G=mg= 500 kg×10 N/kg= 5000 N
车在行驶过程中受到的阻力为f =0.4G=0.4×5000N=2000 N
发动机的输出功率为P= Fv=fv=2000N×5 m/s= 10W
(2)车在水面漂浮时,根据浮沉条件,浮力等于重力,
根据阿基米德原理,F=
gV
可得V=
=
=0.5m3
∴车的总体积为V=÷2=0.75m3
(3)因为车小所以减少了能源的消耗,从而减少了废气的排放;减少了城市道路的空间,从而减,提高了效率等