21.如图所示是一款防溺水自救手环,游泳者只需拉动手环带触发安全装置,手环里面的二氧化碳气瓶就会迅速对气囊充气使其膨胀。请你从物理学角度分析当游泳者在水中下沉时,该救生手环能够帮助游泳者脱困的原因。

21.遇到突发情况,游泳者只需拉动手环触发安全装置,手环里面的二氧化碳气瓶就会迅速对气囊充气使其膨胀,手环中的气囊排开水的体积变大,根据$F_浮=\rho_水gV_排$可知,其受到的浮力变大,当浮力大于重力时,可实现上浮,从而帮助游泳者脱困。

22.如图甲是一架战斗机，它在巡航过程中所受阻力$f$和速度$v$的关系如图乙所示，它的部分参数如表所示。问：

(1)这架飞机以最大起飞质量静止在地面时，飞机对地面的压强为多少？
(2)这架飞机以500 m/s的速度定速巡航30 km，求该过程中它的发动机的牵引力所做的功为多少？
(3)上述(2)过程中发动机牵引力做功的功率为多少？

22.(1)$7×10^5\ \mathrm{Pa}$ (2)$2.25×10^9\ \mathrm{J}$ (3)$3.75×10^7\ \mathrm{W}$ [(1)已知歼-35A的最大起飞质量$m=35\ \mathrm{t}=3.5×10^4\ \mathrm{kg}$,则它对地面的压力$F=G=mg=3.5×10^4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3.5×10^5\ \mathrm{N}$;歼-35A 3个轮子的总触地面积$S=0.5\ \mathrm{m}^2$,根据$p=\frac{F}{S}$可得,它对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{3.5×10^5\ \mathrm{N}}{0.5\ \mathrm{m}^2}=7×10^5\ \mathrm{Pa}$;(2)歼-35A匀速巡航时,牵引力与阻力是一对平衡力,即$F_牵=f$,从图乙可知,当$v=500\ \mathrm{m/s}$时,阻力$f=7.5×10^4\ \mathrm{N}$,所以牵引力$F_牵=7.5×10^4\ \mathrm{N}$;歼-35A巡航的路程$s=30\ \mathrm{km}=3×10^4\ \mathrm{m}$,根据$W=Fs$可得,发动机牵引力所做的功$W=F_牵s=7.5×10^4\ \mathrm{N}×3×10^4\ \mathrm{m}=2.25×10^9\ \mathrm{J}$;(3)已知歼-35A巡航的速度$v=500\ \mathrm{m/s}$,路程$s=3×10^4\ \mathrm{m}$,根据$v=\frac{s}{t}$可得巡航时间$t=\frac{s}{v}=\frac{3×10^4\ \mathrm{m}}{500\ \mathrm{m/s}}=60\ \mathrm{s}$;牵引力做的功$W=2.25×10^9\ \mathrm{J}$,根据$P=\frac{W}{t}$可得,发动机牵引力的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{2.25×10^9\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=3.75×10^7\ \mathrm{W}$。]