如图所示,水平桌面的正中央放着三个底面积均为500cm2的薄壁容器,容器内装有适当的水,在圆柱形的乙容器中放入一个密度为0.6×103kg/m3,体积为1dm3的木块漂浮在水面,现用力F将木块刚好压没于水中静止,水未溢出。求:
(1)静止时所施加的压力F的大小;
(2)乙容器中木块被压没后和没有放入木块时相比水对容器底部的压强增加了多少?
(3)若也将木块压没于甲、丙两容器中(木块未触底、水未溢出),静止时判断三容器中水对容器底部的压强增加量的大小关系。
如图是一种投入使用的新型安全校车,中考期间,某中学的学生乘坐这种新型安全校车到18km外的考点参加考试,校车行驶了30min后安全到达考点。
(1)求校车在送考过程中的平均速度。
(2)若校车和学生的总质量为9000kg,车轮与地面接触的总面积为0.2m2。求校车对水平路面的压强。(g取10N/kg)
(3)若校车以12m/s的速度在一段平直路面上匀速行驶,校车受到的牵引力为5000N。求校车发动机牵引力的功率。
自动上水电热水壶因其方便取水越来越受到人们的喜欢。取水时,只要闭合取水开关,水泵在电动机的带动下,就能将水抽到壶内,如图甲。
(1)电热水壶的水泵原理与图乙相似。图乙中,当泵壳里的水被高速旋转的叶轮甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,水在 的作用下,通过进水管进入泵壳。当水离开出水口后,由于 ,会继续向上运动
(2)自动取水时,将1升水抽高0.5米灌入电热水壶中需要5秒,则电动机抽水时的功率至少为多少瓦?
(3)某电热水壶的额定电压为220伏,加热功率为1100瓦,保温功率为55瓦,工作电路如图丙。制作电热水壶时,所选用电热丝 、 的阻值分别为多少欧姆?
在如图所示的“动力电路”中,电流从C点经电动机由 D点流出时电梯上升,反之电梯下降,当电梯超载时“超 载控制电路”中的压力传感器开关k2断开,电磁继电器 和电动机都停止工作。
(1)请从A、B点画出两条电线连接到“超载控制电路” 对应的位置:当电梯上升时双刀双掷开关k1连接到1、2、3的哪两个点?
(2)电梯从1楼上升到21楼共用时0.5min,每层楼高为3m,电梯的速度是多少?
(3)若配种为520kg,吊仓质量为500kg,乘坐10名平均质量为60kg的人,不计缆绳重力和一切摩擦阻力,在电梯上升21层匀速运动过程中,电动机的拉力时多少? 配种和电动机所中功的总功率是多少?
如图是我国自主研发的战略重型运输机“运20”,它能跻身全球十大运力最强运输机之列,它对于推进我国经济和国防现代化建设,应对抢险救灾,人道主义援助等紧急情况,具有重要意义。求:
(1)该机的最大速度约为700km/h,从我国广州到澳大利亚珀斯的距离大约为6160km,该机从广洲飞到珀斯至少需要多长时间?
(2)若飞机在空中水平飞行时,所受平均阻力为8×104N,求飞机飞行l0000米的过程中,克服阻力所做的功为多少?
(3)该机有14个轮子,每个轮子与地面的接触面积约为0.3m2,一次试飞时的总质量为2.1×105kg,该机静止在水平跑道上时对地面的压强约为多少?
电动自行车既环保又节能,深受城市居民喜爱。下表是某品牌电动自行车的有关数据。
设王涛重量为500N,从单位骑该品牌自行车匀速回家用了20min ,行驶距离为6km 。根据相关信息求王涛在回家过程中:
(1)回家时的速度大小;
(2)电动自行车牵引力所做的功;
(3)电动自行车消耗的电能。
2013年12月2日,玉兔号月面巡视探测器(月球车)成功发射,并成功实现软着陆,如图所示玉兔号有独立驱动的六轮摇臂式行走系统(每个轮子与地面接触面积为100cm2),月球车高1.5m,质量为144kg,速度可达0.2km/h。
求:
(1)玉兔号在月球表面行驶4km所用时间为多少?
(2)在地球上重6N的物体在月球上重1N,月球车对月球表面的压力和压强各为多少?
(3)假如月球车在行进过程中受到的阻力是压力的0.2倍,月球车匀速直线前进20m,牵引力做的功是多少?
如图所示的防空导弹驱逐舰被誉为“中华神盾”。它满载时总重约为6×107N,驱逐舰满载以36km/h的速度匀速直线航行时,受到的阻力是总重的0.01倍,如果以这个速度匀速航行10h消耗燃油12t,问:
(1)驱逐舰航行时的牵引力是多大?
(2)航行时驱逐舰克服阻力做了多少功?
(3)整个航行过程中驱逐舰的效率是多大?(取q燃油=4×107J/kg)
随着人们生活水平的日益提高,小汽车越来越多地走进了百姓人家.一辆使用汽油为燃料的小汽车,以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的实际功率为20kW.若小汽车行驶的距离为100km,汽油的热值q=4.6×107J/kg,小汽车发动机的效率为25%.求小汽车在这段路程中:
(1)运动的时间;
(2)发动机所做的功;
(3)消耗汽油的质量.
小强一家驾车郊游,车行至一个水平弯道处,坐在副驾驶座位上的小强不由自主靠向车门,并与车门产生挤压,如图甲所示。小强问爸爸:我向外靠是因为惯性所致,但我和车门挤压时,显然车门对我有一个反向的作用力,这个力有什么作用呢?爸爸解释道:刚才我们在弯道上的运动是圆周运动,而做圆周运动的物体,需要有指向圆心的力来维持物体做这种运动,这种力叫向心力,刚才车所需的向心力就是由地面对车的摩擦力提供的。小强恍然:那刚才车门对我的力就是提供我做圆周运动的向心力啦!
小强进一步查阅资料得知:如图乙所示,若一个质量为m的物体,沿半径为r的圆弧做圆周运动,其运动的速度为v(即单位时间内物体通过的圆弧长),那么物体所需向心力的大小为 。
(1)他们在弯道处的行驶速度为54km/h,合 m/s。
(2)小强的质量m=45kg,弯道处的圆弧半径r=45m,行驶速度v=15m/s,求在转弯过程中他所需向心力的大小。
(3)你认为小强当时说的“刚才车门对我的力就是提供我做圆周运动的向心力啦!”这句话对吗?为什么?
(4)已知在考虑其他外界因素影响的情况下,汽车在水平弯道上行驶时,所需向心力仅由地面对它的摩擦力提供,那么,不同质量的车辆在同一弯道处的限速是否相同?请推导说明。(设:此时车辆受到的最大摩擦力与它对地面的压力成正比)
在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路,交警只用了30s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6m/s,绳子自由端的拉力F是500N,该装置的机械效率是80%.求:
(1)故障车在30s内通过的路程;
(2)拉力F在30s内所做的功;
(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。
小安和小锋检修自行车时观察到:摇动自行车脚踏板时,大齿轮转动并通过链条带动小齿轮一起转动。小锋认为两齿轮转动一样快,小安则认为小齿轮比大齿轮快,两人带着不同的观点请教老师。
老师解释道:你们说的都有些道理,此轮转动时,其周边的齿轮绕轴心作轨迹为圆的运动﹣﹣圆周运动,可以通过轮齿的运动来研究齿轮的转动,比较物体做圆周运动的快慢有两种方法:①比较单位时间内物体通过的圆弧长,物理学中称为线速度,计算公式 (v:线速度 s:圆弧长 t:时间);②比较单位时间内物体与圆心连线(半径)扫过的角度(如图甲所示),物理学中称为角速度,用字母Ω表示,国际单位是弧度/秒(rad/s)二者之间的关系满足公式:v=Ωr,r表示圆的半径,要比较齿轮转动的快慢,就需要判断大,小齿轮上的轮齿在运动过程中各物理量的大小。
根据老师的解释,请你解答下列问题:
(1)如图乙所示,匀速摇动脚踏板时,大齿轮上某个轮齿(标记为a)在1s内从A点运动到A′点,弧长 =0.16m,则轮齿a的线速度v是多大?
(2)若轮齿a到轴心的距离r0=0.1m,其角速度ϖ是多大?
(3)A点与轴心的连线上有一点C,请你根据角速度的定义判断齿轮转动过程中A,C两点角速度的大小关系,并说明理由。
(4)小齿轮上的某个轮齿(标记为b),在轮齿a由A点运动到A′点的同时从B点运动到B′点,弧长为 ,测量发现 = .请你结合上述材料分别解释两位同学的观点。(链条长度固定且运动过程中与齿轮不打滑)
小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置,他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置,其工作原理如图甲所示。 为水平杠杆, 长 , 为支点, ,平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻 的阻值为 ,压力传感器 固定放置, 的阻值随所受压力 变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
(1)当电池组电压 ,平板上物体所受重力分别是 和 时,闭合开关 ,分别求出电流表的读数。
(2)电池组用久后电压变小为 ,这时平板上物体重 时,电流表读数为 ,求 的大小。
(3)在第(2)问情况中,电池组电压大小为 ,要求平板上重为 的物体对应的电流表读数和电池组电压 的情况下相同,小明采取了两种解决办法:
①其它条件不变,只更换电阻 ,试求出更换后的 的大小。
②其它条件不变,只水平调节杠杆上触点 的位置,试判断并计算触点 应向哪个方向移动?移动多少厘米?
一辆重2×104N的卡车,开进了一段泥泞的道路,不能继续行驶.司机找来一辆小型拖拉机、绳子、动滑轮,采用如图所示装置,拖拉机在绳端用3750N的水平拉力,将汽车以0.2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段,用时10s.
(1)卡车移动的距离。
(2)求拉力F做的功和功率.
(3)若动滑轮的机械效率为80%,求汽车所受的阻力.
汽车以72km/h的速度匀速行驶,司机突然发现前头有紧急情况,经过0.5s(反应时间)后开始紧急制动刹车,又经过2s滑行20m车停止.求:
(1)汽车在反应时间内通过的路程是多少?
(2)汽车刹车时的平均速度是多少?
(3)整个过程中汽车的平均速度是多少m/s?