举世瞩目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车,是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,若使用柴油机和滑轮组将高 h = 1 m 的实心长方体 A 从海底以 0 . 1 m / s 的速度匀速吊出海面;图乙是物体 A 所受拉力 F 1 随时间 t 变化的图象。 ( ρ 海 = 1 . 0 × 10 3 kg / m 3 , g 取 10 N / kg ,不计摩擦、水的阻力及绳重)。求:
(1)物体 A 的密度。
(2)当物体 A 在计时起点的位置时,上表面受到海水的压力。
(3)物体 A 露出水面前,柴油机对绳的拉力 F 做的功 W 随时间 t 的变化图象,如图丙,求此过程滑轮组的机械效率。
陆羽公园矗立着由汉白玉制成的“茶圣”陆羽的雕像,其质量为5.4t,吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3m的高台。已知提升雕像时,拉力F的功率为6×103W,绳子自由端移动速度为0.3m/s。(g=10N/kg)求:
(1)滑轮组将雕像吊上3m高台需要的时间t为多少秒?
(2)滑轮组对雕像做的有用功是多少?
(3)提升雕像的过程中滑轮组的机械效率是多少?
如图甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车,其亮点是列车可以小角度转弯,安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置。
(1)当列车转弯时,水平轮胎发生形变,起到导向和稳定作用。如图乙是轮胎与接触面的平面图,请在图乙中画出轮胎对接触面压力的示意图。
(2)当高压细水雾系统中水枪工作时,水对喷孔的压强p=10MPa,水雾喷出的速度v≥10m/s,若喷孔的总面积S=5×10﹣5m2,则水枪的功率至少为多少瓦?(不计大气压强)
(3)列车制动减速的过程中,机械能转化为电能和内能。当列车在平直轨道上制动减速时,电能W1与内能W2之比为9:16,如图丙是机械能的变化量△W与速度变化量△v的关系图象。若列车从72km/h开始减速,转化的电能可供总功率为1000W的照明灯正当发光1h,则列车的速度将会减小到多少千米/时?
如图所示,两根完全相同的轻细弹簧,原长均为L0=20cm,甲图中长方体木块被弹簧拉着浸没在水中,乙图中长方体石块被弹簧拉着浸没在水中。木块和石块体积相同,木块和石块静止时两弹簧长度均为L=30cm。已知,木块重力G木=10N,水和木块密度关系ρ水=2ρ木,ρ水=1×103kg/m3(忽略弹簧所受浮力)。
(1)求甲图中木块所受浮力;
(2)若弹簧的弹力满足规律:F=k(L﹣L0),求k值(包括数值和单位);
(3)求石块的密度。
如图,电路中电源电压U=6V,三个滑动变阻器R 1、R 2、R 3完全相同。下表列出了电路的两个状态对应的变阻器滑片P 1、P 2、P 3所处的位置。已知电路处于状态"1"时,电流表的读数为0.6A.求:
(1)R 1的最大电阻值;
(2)状态"2"时电压表读数为多少;
(3)状态"2"时三个变阻器电功率的总和是多少。
状态
开关
P 1
P 2
P 3
1
K、K 1、K 2均闭合
最右端
2
K闭合,K 1、K 2均断开
最左端
正中间
我国自主研制的第三代常规动力潜艇(如图所示),它具备先进的通讯设备、武器系统、导航系统、水声对抗、隐蔽性强,噪声低、安全可靠等优异性能,主要技术参数如表:
排水量
水上2250吨,水下3000吨
最大潜深度
300m
最航速
水上30km/h,水下36km/h
最大输出功率(水下)
3000kW
求:(海水的密度近似为1.0×10 3kg/m 3,g=10N/kg)
(1)因训练任务需要潜艇在水上航行,此时露出水面的体积为多大?
(2)潜艇下潜到200m深处时,潜艇上一个面积是400cm 2的观察窗口受到海水的压力为多大?
(3)潜艇在水下执行巡航任务,以最大航速匀速行驶5h的路程为多少?若潜艇发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为80%,潜艇以最大航行驶时受到水的平均阻力f为多大?