物理学是探索的科学,物理学家们在科学之路上披荆斩棘,勇于探索,为人类创造了丰硕的精神财富和物质财富。自开始接触物理这门课以来,我们在老师的带领下,也进行了许多探究活动。以下几项活动,你肯定参与过:A 探究琴弦的音调跟弦的长短、粗细、松紧的关系; B 探究液体蒸发的快慢跟液体表面积、温度、表面空气流速的关系; C 探究充水玻璃管中气泡的运动; D 探究声音产生的原因。其中有两组所用的研究方法是相同的,它们是 和 。
如图为某自动冲水装置的示意图,水箱内有一个圆柱浮筒A,其重为 G A = 4 N ,底面积为 S 1 = 0 . 02 m 2 ,高度为 H = 0 . 16 m 。一个重力及厚度不计、面积为 S 2 = 0 . 01 m 2 的圆形盖片B盖住出水口并紧密贴合。A和B用质量不计、长为 l = 0 . 08 m 的轻质细杆相连。初始时,A的一部分浸入水中,轻杆对A、B没有力的作用。水的密度为 ρ = 1 . 0 × 10 3 kg / m 3 ,g取 10 N / kg 。
(1)求A所受浮力的大小 F 浮 。
(2)求A浸入水的深度 h 1 。
(3)开始注水后轻杆受力,且杆对A和B的拉力大小相等。当水面升高到某位置时,B刚好被拉起使水箱排水,求此时杆对B的拉力大小F。
(4)水箱开始排水时,进水管停止注水。为增大一次的排水量,有人做如下改进:仅增大B的面积为 S 2 ' = 0 . 012 m 2 。试通过计算说明该方案是否可行?若可行,算出一次的排水量。(水箱底面积 S = 0 . 22 m 2 供选用)
小宸利用一个电池组,两只电流表( A 1 和 A 2 ),一个开关,一个阻值为 R 0 = 15 Ω 的定值电阻和若干导线,来测量未知电阻 R x 的阻值,他设计好电路并正确操作,发现 A 1 、 A 2 的示数如图所示。
(1) A 1 、 A 2 的示数 I 1 、 I 2 分别是多少?
(2)在你不确定电路设计的情况下,请判断电阻 R x 可能的阻值为多少?
一辆汽车在 1000 N 的牵引力作用下做匀速直线运动, 60 s 内行驶了 600 m 。求这个过程中:
(1)汽车的速度;
(2)汽车牵引力做的功;
(3)汽车牵引力做功的功率。
用电能驱动的电动汽车,方便了广大市民的绿色出行。某新型纯电动汽车说明书中有如下表格(g取 10 N / kg )
装备质量
电池总电能
电池输出电压
续航里程
850kg
40 kW · h
240V
360km
注意:电池电能剩余20%时必须立即充电
请根据表格中的参数解答以下几个问题。计算过程中:车上仅有司机1人,车与人总质量以900kg计;实际可利用的电能以电池总电能的80%计;忽略动力以外的电能消耗。
(1)当汽车以 18 m / s 的速度匀速行驶时,阻力刚好是车与人总重的0.02倍,那么此时的阻力是多少N?
(2)请通过计算判断,电池可利用的电能是否能让汽车以 18 m / s 的速度匀速完成续航里程?
(3)如果汽车匀速行驶时的阻力始终与速度的平方成正比,那么汽车以刚好能匀速完成续航里程的速度行驶时,电池的输出电流是多少A?
用天然气灶烧水时,把质量为 2 kg 、初温为20℃的水,加热到70℃,此过程中天然气完全燃烧放出的热量为 2 . 1 × 10 6 J 。已知水的比热容为 4 . 2 × 10 3 J / ( kg · ℃ ) 。求:
(1)水吸收的热量是多少J?
(2)天然气灶烧水时的热效率是多少?