电动蛙式打夯机(图甲)是利用冲击和冲击振动来夯实、平整场地的机械,由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、夯锤等组成(图乙)。启动电动机,在旋转着的偏心块离心力作用下,夯架绕后轴上下摆动,当夯架向下摆动时夯锤就夯击土层,向上摆动时使打夯机前移,故每夯击一次,机身即向前移动一次。右表是某型号电动蛙式打夯机的部分参数(设夯锤夯击土层的能量全部用于夯实土层)。
(1)若打夯机以10m/min 的平均速度沿直线前进,则10min 前进了多少米?
(2)为了估算某次夯锤夯击土层时的冲击力,小明将重为4N、底面积为1cm2的圆柱体竖直平放在被夯击土层上,土层被压下的深度与夯锤夯击的深度相同,则此次夯击时的平均冲击力为多少牛?
(3)施工时,若打夯机前移消耗的能量为200J/次,则打夯机的机械效率是多少?
2015年2月13日下午14: 30,连接沙坪坝区和江北区之间的又一座跨江大桥——双碑嘉陵江大桥正式通车。大桥全长约1900米,主桥桥面宽32.5米,双向6车道,最大设计时速为60km/h。一辆整车质量为1080 kg的汽车,以最大设计时速通过大桥,求:
(1)汽车通过大桥的时间?
(2)若车上乘客的总质量是120kg,轮胎与地面的接触总面积为0.12 m2,则汽车静止时对水平地面的压强是多少?
(3)若汽车以最大设计时速在大桥上匀速行驶时,受到的平均阻力是600N,则2min钟内汽车牵引力所做的功是多少?
某大学的两位研究生设计发明了“都市蚂蚁”概念车如图所示,这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵.已知“都市蚂蚁”概念车的部分参数如下表:
质量m |
400kg |
轮胎与地面的总接触面积S |
200cm2 |
最大速度v |
60km/h |
(1)该车以最大速度行驶12km,需要多长时间?
(2)若每位乘员的质量均为50kg,乘载两人的“都市蚂蚁”车对水平路面的压强为多大?
清明假期,小明全家驾车从南京到国际慢城游玩,出发前,爱学习的小明收集了相关数据,整理成下表,请你根据表中数据完成相关计算。
轿车质量(kg) |
1050 |
车轮与地面接触总面积(m2) |
0.15 |
南京到国际慢城距离(km) |
100 |
预设行车速度(km/h) |
90 |
行驶l km耗油量(g) |
50 |
匀速行驶时受到的阻力(N) |
2000 |
(1)轿车静止时对水平地面的压强(g取10N/kg);
(2)匀速行驶1km牵引力做功多少?
(3)全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量(q汽油=4.6×107 J /kg).
如图1所示,水平地面上有一块密度0.5×103kg/m3、高1.2m的长方体木块.小林用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示.求:
(1)物体在3-5s内,运动的距离;
(2)木块静止时对地面的压强;
(3)请在图2丙中,画出0﹣6s内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线.
如图所示为沈阳自动化研究所研制的救援机器人,可在地震救援现场进行作业.若该机器人的质量为18 kg,履带与地面接触的总面积为0.6 m2.求:
(1)该机器人的重力;
(2)该机器人对水平地面的压强;
(3)在某次现场作业中,若救援机器人的履带只有三 分之二的面积与地面接触,则此时机器人对地面 的压强.
图中的山地自行车相关数据见下表:
车架材料 |
碳纤维 |
车架材料体积/cm3 |
2500 |
车架质量/kg |
4.5 |
整车质量/kg |
10 |
单轮接触面积/cm2 |
3 |
(1)求碳纤维车架的密度。(2)质量50kg的小李骑行山地自行车时,自行车对地面的压强是多少?
(3)小李匀速骑行3km,若自行车受到阻力为10N,求他的骑行所做的功。(g取10N/kg)
我国首台自主设计、研制的“蛟龙号”深海载人潜水器,设计最大下潜深度7000米,是目前世界上下潜最深的载人作业潜水器,其总质量为22t。目前“蛟龙号”成功挑战了7062m深度。(海水的密度取1×103 kg/m3 )
(1)我们知道液体内部存在压强,液体的密度为ρ,我可以设液面下h深处有一面积为S的水平圆柱面(如图),它受到的压力是其上方小液柱重力所产生的。请推证:液体内部深度为h处的压强p=ρgh.
(2)“蛟龙号”下潜至7062m深海时,受到海水的压强约为多少pa?
(3)“蛟龙号”一观测窗的面积为3×10-2m2,则观测窗受到海水的压力为多少N?
小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学,最近他家中新安装了天然气热水器,如图所示。小明仔细观察了包装箱、热水器铭牌,获得了以下信息:①包装箱及热水器的总质量为16kg;②“堆码层数极限”标志数为11,即该包装箱在仓储时从地面开始,平放时最大堆放层数是11层,超过则可能把最底层的包装箱压坏;③根据包装箱尺寸计算出平放时的底面积为0.4m2 ;④热效率为87%。表示该热水器工作时,天然气完全燃烧所消耗的化学能,有87%的转化为水的内能;⑤加热模式为“即热式”。即用热水器给水加热时,只要接通开关让自来水流过热水器,流出的水即可达到设定的水温。
水暖想估测该热水器的实际热效率,以核对铭牌上的数值是否准确。他接通热水器工作开关,当流出40kg热水时,让热水器停止工作。已知当时自来水的温度是15℃,热水器输出的热水温度为40℃,观察天然气表得知共用了0.15m3的天然气,天然气的热值为3.2×107J/m3,水的比热容4.2×103J/(kg·℃),g取10N/kg。
请帮小明解答下列问题:
(1)若在仓储时堆码层达到了极限11层,则最下层的包装箱承受的压强是多大?
(2)小明在估测过程中,①流过热水器的水吸收的热量是多少?②天然气完全燃烧释放的热量是多少?
(3)该热水器的实际效率是多少?
2015年4月21日,重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场。如图所示,该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料,机翼上安装有高效太阳能电池板,能提供65kW的最大功率,该飞机的最大飞行速度为140km/h。假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m2,g取10N/kg。求:
(1)飞机停在水平地面时对地面的压强大小;
(2)当飞机发动机的输出功率保持60kW,并以108km/h的速度水平匀速飞行时,发动机的牵引力大小;
(3)若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h,发动机输出的能量为多大?这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量?航空燃油的热值取4×107J/kg,密度取0.75×103kg/m3。
后端挑着装满道具的“百宝箱”,前端挑着由活动支架与花布组成的“戏台”,江西省非物质文化遗产传承人肖秋林就这样挑着担子四处游走,表演了40多年“一人一台戏”的布袋木偶戏。如图所示,假设“戏台”重100N,装了道具的“百宝箱”重200N,它们的悬挂点之间距离为l.5m,扁担视作重力不计的硬直棒。
(1)挑起担子时,“百宝箱”被提高了0.6m,这一过程中,需要克服“百宝箱”重力做多少功?
(2)假设肩膀与扁担的接触点为D,当手不对扁担施加力的作用时,要使扁担在水平位置平衡,前端悬挂点A与O点的距离多大?
(3)当前端的“戏台”卸下后,左手在A点施加力,同样能使扁担在水平位置平衡。若肖师傅是在站立时卸下“戏台”,则卸下“戏台”前后:
①扁担对肩膀压力 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
②肖师傅对水平地面的压强如何变化?变化多大?(假设肖师傅的每只脚与地面的接触面积为200cm2)
(8分)放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N,底面积100cm,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块,现将物块浸没水中,容器内水面由16cm上升到20cm(g=10N/kg).
求:
(1)物块未放入水中时,容器底受到的水的压强;
(2)物块的密度;
(3)物块受到的浮力;
(4)物块浸没水中后,容器对桌面的压强.
《解放军报》报道:2014年某日,南海舰队372潜艇急速坠入伸手不见五指的海底深渊,主机舱管路破损进水,官兵精确完成一项项操作,险情成功化解。372潜艇的脱困被认为是创造了中国乃至世界潜艇史上的奇迹!372潜艇潜航排水量约3000吨,任务潜航深度约240m,最大潜航深度约300m。(海水密度近似取1.0×10 3 kg/m 3 , g 取10N / kg)
求:(1)它在潜入到水下执行任务时所受浮力;
(2)当它潜入到水下200m 时,它的一个面积为1.2m 2的舱盖所受海水的压力。
一个不规则的实心物体,质量为55g,放入装满水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水。(g=10N/kg)求:
(1)物体在水中所受的浮力? (2)物体的体积? (3)物体的密度?
植树节里,小倩同学用水桶提了15L水给刚栽上的树浇水,已知桶自身质量为1kg,桶的底面积为5×10-2m2,桶中水深h为30cm,提水时,手的受力面积为1.0×10-3m2.(水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)水对桶底的压强是多大?
(2)水对桶底的压力是多大?
(3)提水时,人手受到的压强是多大?