Question

人類從鳥類飛行得到啟示發(fā)明了飛機(jī)，從魚類游泳得到啟示發(fā)明了潛艇．某大學(xué)兩位研究生從螞蟻身上得到啟示，設(shè)計(jì)出“都市螞蟻”概念車（如圖所示），獲2009年全國汽車創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽最高獎(jiǎng)項(xiàng)．這款概念車小巧實(shí)用，并可根據(jù)人數(shù)組合乘車艙，有利于緩解城市交通擁堵．
（1）如果“都市螞蟻”車乘載兩人后總質(zhì)量為500㎏，以5m/s的速度在城市中行駛，“都市螞蟻“車在運(yùn)行過程中受到的阻力是總重的O．4倍，則發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率至少多大（g取1ON/㎏）？
（2）航模社的同學(xué)想將此概念車改進(jìn)成“水陸兩棲螞蟻車“．若上述乘載兩人的概念車要在水面漂浮，且至少有三分之一的體積露出水面，則它的總體積至少為多大（假設(shè)車內(nèi)不進(jìn)水）？
（3）針對(duì)“都市螞蟻”概念車，從有利于節(jié)能減排的角度提出一條建議．

Answer 1

分析：求發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率可以用功率的公式P=Fv求解；
第二個(gè)問題可以用物體的沉浮條件結(jié)合阿基米德原理公式求解；
最后一個(gè)問題可結(jié)合著能源的可循環(huán)利用、環(huán)保角度考慮．

解答：解：（1）“都市螞蟻”車乘載兩人后總質(zhì)量為500㎏，車在運(yùn)行過程中受到的阻力是總重的O．4倍，所以
f=0.4G=0.4×500×10=2000N，牽引力F至少等于阻力f，故功率P=Fv=2000×5=10000W；
答：發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率至少10000W；
（2）根據(jù)物體的漂浮條件可知，車在水中受到的浮力等于本身的重力，結(jié)合阿基米德原理公式可知：車所受的最大浮力：F_浮=ρ水g

2

3

V，車的重力：G=mg=500kg×10N/kg=5000N，
則：ρ水g

2

3

v=5000，解得：v=0.75m³，
答：它的總體積至少為0.75m³
（3）答：從有利于節(jié)約能源的角度考慮，可以使太陽能電池．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于這類科普性的習(xí)題，要從中找出考查的物理問題，利用相關(guān)知識(shí)去解答，不要盲目．