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,潜艇。某大学两位研究生从蚂蚁身上得到启示了设计出“都市蚂蚁”概念车(如图所示),获得2009年全国汽车创新设计大赛最高奖。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。
(1)如果“都市蚂蚁”车乘载两人后总质量为500kg,以5m/s的速度在城市中行驶,“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10N/kg)?
(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,且至少有三分之二的体积露出水面,则它的总体积至少为多大(假设车内不进水)?
(3)从有利于节能减排的角度分析“都市蚂蚁”概念车的优点。
医学上对病人进行脑部手术时,需要将体温降到合适的温度。准备手术之前,病人的心肺功能开始由心肺机取代。
(1)心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。如图所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,抽送血液。图中阀门K1只能向外自由开启,反向则封闭管路;阀门K2只能向内自由开启,反向则封闭管路。
①当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为 极,活塞处于 状态(填“抽血”或“送血”)。
②在抽送血液的过程中,电动泵将 能转化为 能。
(2)心肺机的另一个功能是用“热交换器”进行热量交换,通过血液循环调节体温。经监测,病人体温由17℃上升到正常体温37℃历时1小时。在这段时间内,假设人体所需热量完全由热交换器所提供,试求热交换器消耗的功率。设病人质量为75kg,人体组织的比热容与水相当,为c=4.2×103J/(kg·℃)