22. (7分)如图3-1-18所示,某品牌汽车厂研发了一款飞行汽车,车头模仿飞机的机头且显得较为圆润一些。当这款飞行汽车在陆地上行驶时,车身两边的机翼呈收缩状态;当在空中飞行时,翅膀张开。已知这款飞行汽车的质量为600kg,地面最大行驶速度可达150km/h,轮胎与地面接触的总面积约为$1200cm^{2}$,空中最大飞行速度可达200km/h。($g$取10N/kg)
(1)该汽车机翼设计成上凸下平的原理是______。
(2)该汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(3)若该汽车在水平路面匀速行驶时,受到的阻力为车重的$\frac {1}{10}$,则该汽车受到的牵引力是多少?

解:(1)流体流速越大的地方压强越小、流速越小的地方压强越大
(2)汽车的重力
$G = mg = 600kg×10N/kg = 6000N$
汽车对水平地面的压力
$F_{压}=G = 6000N$
汽车对水平地面的压强
$p=\frac{F_{压}}{S}=\frac{6000N}{1200×10^{-4}m^{2}}=5×10^{4}Pa$
(3)汽车受到的阻力
$f=\frac{1}{10}G = 0.1×6000N = 600N$
因为汽车匀速行驶,所以汽车受的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,即牵引力
$F_{牵}=f = 600N$
答:(1)流体流速越大的地方压强越小、流速越小的地方压强越大;
(2)该汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是$5×10^{4}Pa$;
(3)若该汽车在水平路面匀速行驶时,受到的阻力为车重的$\frac{1}{10}$,则汽车受到的牵引力为$600N$。

23. (8分)如图3-1-19甲所示,小阳同学使用钢绳拉着石料从水面上方以恒定的速度下降,直至其全部浸入水中;图3-1-19乙是钢绳对石料的拉力$F$随着时间$t$变化的图像。求:(不计水的阻力,$g$取10N/kg)
(1)石料的重力。
(2)石料浸没在水中时受到的浮力。
(3)石料的体积。
(4)石料的密度。

解:(1)由图乙可知,$AB$段钢绳的拉力大小不变,此时石料未接触水面,石料匀速下降,根据二力平衡可得石料受到的重力
$G = F_{拉}=1400N$
(2)由图乙可知,$BC$段钢绳的拉力逐渐减小,说明石料慢慢浸入水中,且浸入水中的体积逐渐变大,受到的浮力逐渐变大,在$CD$段完全浸入水中,此时的拉力$F_{拉}' = 900N$,所以石料浸没在水中时受到的浮力
$F_{浮}=G - F_{拉}' = 1400N - 900N = 500N$
(3)由$F_{浮}=\rho_{液}V_{排}g$可得,石料的体积
$V = V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{500N}{1×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=0.05m^{3}$
(4)由$G = mg$可得,石料的质量
$m=\frac{G}{g}=\frac{1400N}{10N/kg}=140kg$
石料的密度
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{140kg}{0.05m^{3}}=2.8×10^{3}kg/m^{3}$
答:(1)石料的重力为$1400N$;
(2)石料浸没在水中时受到的浮力为$500N$;
(3)石料的体积为$0.05m^{3}$;
(4)石料的密度为$2.8×10^{3}kg/m^{3}$。