初中物理速度公式及其应用实验题

如图为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答：

（1）当它静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向是　　。

（2）擦窗机器人的擦拭速度是4分钟 $/$米 ${}^2$，要擦完总面积为3米 ${}^2$的窗玻璃需要　　分钟。

（3）工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28牛，内外气压差达到800帕，求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？

（4）擦窗机器人的总质量为1.2千克，工作时的实际功率为80瓦，它在竖直向上擦窗过程中有 $0.25\%$的电能用于克服重力做功。若窗户足够高，持续竖直向上擦窗20分钟，擦窗机器人可上升的最大高度为多少米？（取 $g=10$牛 $/$千克）

如图甲所示，用钢丝绳将一个实心圆柱形混凝土构件从河里以 $0.05m/s$的速度竖直向上匀速提起，图乙是钢丝绳的拉力 $F$随时间 $t$变化的图象，整个提起过程用时 $100s$，已知河水密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，混凝土的密度为 $2.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，钢铁的密度为 $7.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，不计河水的阻力，求：

（1） $0-60s$内混凝土构件在河水里上升的高度；

（2）开始提起 $(t=0)$时混凝土构件上表面受到水的压强（不计大气压）；

（3） $0-60s$内钢丝绳拉力所做的功；

（4）通过计算说明，此构件的组成是纯混凝土，还是混凝土中带有钢铁骨架？

关于深海的探究，对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义，我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图是我们自行研制的水下智能潜航器，其外形与潜艇相似，相关参数为：体积 $2m^3$、质量 $1500\mathit{kg}$，最大下潜深度 $5000m$，最大下潜速度 $10\mathit{km}/h$（不考虑海水密度变化，密度 $\rho$取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。求：

（1）某次执行任务，当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。

（2）潜航器以最大下潜速度匀速竖直下潜至最大深度所用的时间。

（3）潜航器任务完成后，变为自重时静止漂浮在海面上，此时露出海面体积。

现有一辆电动自行车，可以电动骑行，也可以脚踏骑行，骑行时总重为1600N．电动自行车在水平的道路上以18km/h的速度匀速行驶。

（1）电动自行车0.5h行驶的路程是多少？

（2）轮胎与地面的接触面积共为80cm²，电动自行车静止时对地面的压强是多大？

晓华和同学取两张等大的同型号圆形纸，分别剪去两个大小不等的扇形如图甲所示，再将它们做成图乙所示的两个锥角不同的大小纸锥，进行纸锥下落快慢的研究：

（1）为了比较纸锥下落的快慢，把两个纸锥拿到同一高度同时释放．此时应该拿至图乙的
    (选填“A”或“B”)所示的位置释放，同时记录纸锥下落至地面的       ，就可比较纸锥下落的快慢；
（2）如果要测量两个纸锥的下落速度，需要的测量工具有    和    ；参照速度格式，请把实验表格中①和②两处填写完整；

运动物体	①	②	速度v／(m·s^-1)
大纸锥
小纸锥

 
（3）晓华的同学猜想纸锥从同一高度下落的快慢可能与纸锥的锥角、纸锥的轻重（即质量）有关，并打算用第（1）题中的两个纸锥，研究纸锥下落快慢与锥角的关系，晓华认为不科学，你认为原因可能是：           ．

请你设计出一个在雷雨天里能测出发生雷电的地方离你有多远的实验。要求写出实验器材和实验的方法。

在小刚同学研究玩具小车的运动路程和时间的变化关系时，画出如图所示的图像。

（1)观察分析图像可知，小车在4-8秒内处于       状态(选填“运动”或“静止”)。
（2)小车0-11秒内，做匀速直线运动的时间是       s。

一支探险队为了测量海水的深度，从海面发出一束超声波，经过6s后，收到从海底反射回来的信息。求此处海水的深度(在海水中声速取1500m／s)。

夏季雷雨时，经常是电闪雷鸣。在一次闪电过后4s才听到雷声，那么闪电发生处离听到雷声者的距离约是多少米?(在空气中声速取340m／s)

阅读短文，回答问题．

机长	16.4米	整机推重比	0.5
翼展	9.7米	爬升率	280米/秒
机高	5.3米	可带燃油	9000升
最大速度	2.0马赫	航程	3000公里
正常起飞重量	14吨	升限	20000米

2011年4月17日，被称为“空中猎鹰”的国产第三代战斗机歼10（如图甲），和我国最先进的第四代歼20隐身战机，在新中国航空工业60周年纪念日上再次亮相．
以上是歼10战斗机的部分参数：小明读完以上表格后发现有些参数看不懂，于是通过上网查阅了一些名词的含义．
爬升率：又称爬升速度或上升串，是各型飞机，尤其是战斗机的重要性能指标之一．它是指正常爬升时，飞机在单位时间内增加的高度，其计量单位为米／秒．
马赫：速度单位，1马赫等于1倍音速，等于340米/秒．……
请你帮助小明完成以下题目：
（1）某歼10飞机空中对接加油时，为保证加油的顺利进行，歼10飞机与加油机要尽可能做到相对          ．
（2）歼10的机翼在设计时充分利用了流体力学的知识．如图乙所示，当飞机高速飞行时，流过它上方的空气速度比下方空气速度大，此时，上方空气压强比下方空气压强      （选填“大”或“小”），这样，机翼受到一个向    （选填“上”或“下”）的压力差．
（3）歼10飞机由地面正常爬升到最高处所需要的时间约为      s（结果保留1位小数）；若一架歼10飞机以最大速度飞行10min，则飞行的路程是      km．
（4）歼10飞机满载燃油时，燃油的质量是      kg；这些燃油完全燃烧产生的热量是
          J；燃料燃烧时将         能转化为燃气的内能．（飞机燃油的密度约为0.8×10³kg/m³；热值约为4.5×10⁷J/kg．）