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9. 如图所示是我国生产的一款水陆两栖观光车，它既能在陆地上行驶，又能在水中航行。该车的总质量是12 t，空载静止在水平地面上时，四个车轮与地面接触的总面积为0.2 m²。g 取 10 N/kg，水的密度为$1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，求：
(1)该车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压强。
(2)该车空载在水中漂浮时，排开水的体积。
(3)该车在水中匀速直线航行5 min，此时发动机的输出功率为180 kW，观光车航行过程中克服阻力做的功。
(1)该车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压强。
(2)该车空载在水中漂浮时，排开水的体积。
(3)该车在水中匀速直线航行5 min，此时发动机的输出功率为180 kW，观光车航行过程中克服阻力做的功。
答案
9.(1)$6×10^5\ \mathrm{Pa}$ (2)$12\ \mathrm{m^3}$ (3)$5.4×10^7\ \mathrm{J}$
[(1)该车的总质量$m=12\ \mathrm{t}=1.2×10^4\ \mathrm{kg}$，
车轮与地面接触的总面积$S=0.2\ \mathrm{m^2}$，
则该车对地面的压力$F=G=mg=1.2×10^4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.2×10^5\ \mathrm{N}$；
所以对水平地面的压强是$p=\frac{F}{S}=\frac{1.2×10^5\ \mathrm{N}}{0.2\ \mathrm{m^2}}=6×10^5\ \mathrm{Pa}$；
(2)车辆漂浮时所受浮力等于重力，则$F_浮=mg=\rho_水 g V_排$，即$1.2×10^5\ \mathrm{N}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×V_排$，解得$V_排=12\ \mathrm{m^3}$；
(3)发动机的功率$P=180\ \mathrm{kW}=1.8×10^5\ \mathrm{W}$，匀速航行时间$t=5\ \mathrm{min}=300\ \mathrm{s}$，所以该车克服阻力做功$W=Pt=1.8×10^5\ \mathrm{W}×300\ \mathrm{s}=5.4×10^7\ \mathrm{J}$。]
[(1)该车的总质量$m=12\ \mathrm{t}=1.2×10^4\ \mathrm{kg}$，
车轮与地面接触的总面积$S=0.2\ \mathrm{m^2}$，
则该车对地面的压力$F=G=mg=1.2×10^4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.2×10^5\ \mathrm{N}$；
所以对水平地面的压强是$p=\frac{F}{S}=\frac{1.2×10^5\ \mathrm{N}}{0.2\ \mathrm{m^2}}=6×10^5\ \mathrm{Pa}$；
(2)车辆漂浮时所受浮力等于重力，则$F_浮=mg=\rho_水 g V_排$，即$1.2×10^5\ \mathrm{N}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×V_排$，解得$V_排=12\ \mathrm{m^3}$；
(3)发动机的功率$P=180\ \mathrm{kW}=1.8×10^5\ \mathrm{W}$，匀速航行时间$t=5\ \mathrm{min}=300\ \mathrm{s}$，所以该车克服阻力做功$W=Pt=1.8×10^5\ \mathrm{W}×300\ \mathrm{s}=5.4×10^7\ \mathrm{J}$。]
10.汽车通过凸起的路面时，为了确保安全，需要慢速平稳行驶。为了研究汽车通过凸起的路面时，对路面的压力与速度的关系，小明让小球(模拟汽车)以不同的速度通过弧面顶部(模拟凸起路面)，用力传感器测出小球对弧面顶部的压力，如图所示，将实验数据记录在表中。
速度$v/(\mathrm{m}·\mathrm{s}^{-1})$：0.29、0.43、0.53、0.83、0.90
对弧面顶部压力$F/\mathrm{N}$：1.56、1.38、1.17、0.35、0.11
(1)汽车在平整路面上行驶，可通过刹车减速，利用了地面对车的摩擦力可以改变车的
(2)分析比较表格中速度、对弧面顶部压力的变化情况，可得出初步结论：当小球通过弧面顶部时，速度越大，
(3)若汽车通过凸起路面顶部时的速度非常大，此时能否通过紧急刹车减速？结合所学知识作出判断并说明理由。
(4)请你结合实验结论为司机提出一条安全驾驶的警示语。
速度$v/(\mathrm{m}·\mathrm{s}^{-1})$：0.29、0.43、0.53、0.83、0.90
对弧面顶部压力$F/\mathrm{N}$：1.56、1.38、1.17、0.35、0.11
(1)汽车在平整路面上行驶，可通过刹车减速，利用了地面对车的摩擦力可以改变车的
运动状态
。(2)分析比较表格中速度、对弧面顶部压力的变化情况，可得出初步结论：当小球通过弧面顶部时，速度越大，
对弧面顶部的压力越小
。(3)若汽车通过凸起路面顶部时的速度非常大，此时能否通过紧急刹车减速？结合所学知识作出判断并说明理由。
(4)请你结合实验结论为司机提出一条安全驾驶的警示语。
答案
10.(1)运动状态 (2)对弧面顶部的压力越小 (3)见解析 (4)过凸起路面，请减速慢行(答案不唯一，合理即可)
[(1)汽车在平整路面上行驶，可通过刹车减速，利用了地面对车的摩擦力可以改变车的运动状态；
(2)分析比较表格中速度、对弧面顶部压力的变化情况，可得出初步结论：当小球通过弧面顶部时，速度越大，对弧面顶部的压力越小；
(3)速度越大，凸起路面顶部与车之间的相互作用力越小，当速度足够大时，相互作用力减小为0，即压力为0，汽车与地面的摩擦力减小为0，故不可以通过紧急刹车减速。]
[(1)汽车在平整路面上行驶，可通过刹车减速，利用了地面对车的摩擦力可以改变车的运动状态；
(2)分析比较表格中速度、对弧面顶部压力的变化情况，可得出初步结论：当小球通过弧面顶部时，速度越大，对弧面顶部的压力越小；
(3)速度越大，凸起路面顶部与车之间的相互作用力越小，当速度足够大时，相互作用力减小为0，即压力为0，汽车与地面的摩擦力减小为0，故不可以通过紧急刹车减速。]
