最近,中央电视台科教频道播出了在我市拍摄的“汽车落水后如何水下逃生”的纪录片.纪录片中,实验人员开着小车从高处落入滚滚的岷江,并在门窗紧闭的车中,尝试用不同的方法砸碎车窗玻璃逃生,惊心动魄.为了确保实验人员的安全,摄制组精心设计了紧急救援装置,用于当实验人员无法从车中逃生时迅速吊起汽车.现某课外活动小组,照此设计了如图所示的简单机械,模拟紧急救援落水汽车.实验中用实心圆柱体A代替小车,已知A的体积为0.12m3,质量为210kg.(g取10N/kg,设整个过程A均为匀速运动状态,忽略钢缆绳重及滑轮摩擦,不考虑风浪、水流等因素的影响.)
(1)求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大?(ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)若A完全浸没在水中时,滑轮组的机械效率为 60%.那么A完全打捞出水面后,岸上钢绳的拉力F为多大?
(3)若A完全打捞出水面后,以0.5m/s的速度被匀速提升,求岸上钢绳拉力F的功率.
(4)从A上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中,滑轮组机械效率如何变化?请简述理由.
随着我国经济的不断增长,国防力量也在加强,我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式交接.根据某航母的主要参数值列式计算:(g=10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
主要参数值 |
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航母总质量(包括舰载飞机) |
6×107kg |
每架舰载飞机的质量 |
5150kg |
每架舰载飞机与甲板的总接触面积 |
5000cm2 |
航母正常航行速度 |
54km/h |
航母以正常航行速度行驶时所受阻力 |
3.6×108N |
求:(1)求每架舰载飞机对甲板的压强.
(2)求航母所受的总重力和浮力的大小.
(3)若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地,行驶了540km.求此过程中航母牵引力的功率.
(4)若其中一架舰载飞机起飞后,求航母排开海水的体积减少了多少?
冰壶运动是冬奥会的比赛项目,如图甲所示.冰道的左端有一个发球区,运动员在发球区边沿的投掷线MN将冰壶以一定的初速度推出,使冰壶沿着冰道的中心线PO滑行,冰道的右边有一个圆形的营垒,如图乙所示,以场地上冰壶最终静止时距离营垒圆心O的远近决定胜负,投掷线MN与营垒圆心O的距离是30m.
(1)若冰壶的质量为质量为20kg,冰壶与冰面间的摩擦力为冰壶重力的0.015倍,经15s刚好运动到营垒圆心O处静止,则这段时间冰壶克服摩擦力做功的功率 W.
(2)冰壶由花岗岩凿磨而成,质量为20kg,体积为8×10-3m3,则这种花岗岩的密度为 g/cm3;停在冰面上时冰壶与冰道接触的底面积约为200cm2,冰壶对冰面的压强是 Pa.
武平梁野山素有天然氧吧之称,其险峻的高山、飞流的瀑布令人叹为观止。依瀑流而建的木栈道蜿蜒至山脚,长约4km,高度差约90m,方便了人们近距离感受瀑布的磅礴气势。体重50kg的小王从栈道最高处小跑至山脚,用时30min,求这段时间小王自身重力做的功及功率约为多少?(g取10N/kg)
某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。升降机货箱的重力是400N,g取10N/kg。不计滑轮和钢丝绳的重力,不计摩擦。试求:
(1)已知大理石的密度是2.8×103kg/m3,每块大理石的体积是1.0×10-2m3,则每块大理石的重力是多少?
(2)如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N,则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石?
(3)某次提升中,升降机在1min内将货物匀速提升了15m,钢丝绳的拉力是2000N。则钢丝绳的拉力的功率是多少?
如图甲所示,放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用,力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙所示。
(1)当t=7s时,物体A受到的摩擦力f的大小为______N,方向为______________。
(2)根据图乙有关信息,请用公式P=Fv,求F=10N时该力的功率。
(3)如图丙所示,在A的两侧分别挂上柱状重物B、C,且C的一部分浸人水中。已知GB=20N,Gc=50N,C的横截面积为30cm2,长度足够,水够深。则当物体A不受摩擦力作用时,C的下底面受到的水的压强是多少?若物体A移动就会触发报警装置(图中未画出),当物体A不移动时,最高水位与最低水位的差是多少?(g取10N/kg)
图甲为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图,其中电源两端的电压为24V,R0为定值电阻, A为油量指示表(一只量程为0~0.6A的电流表);Rx为压敏电阻(厚度不计),它的上表面受力面积为10cm2,其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示.油箱的横截面积为20dm2,油箱加满汽油时深度为0.4m,油量指示表的示数在最大值处.(已知:汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3,g取10N/kg,汽油的热值q=3.0×1010J/m3).
请解答下列问题:
(1)当油箱装满汽油时,压敏电阻Rx上表面受到的压力是多大?
(2)当油箱装满汽油时,定值电阻R0的阻值是多大?当油箱内汽油用完时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值是多少?
(3)当该车匀速行驶1h消耗10L(1L=1dm3)汽油时,汽油完全燃烧放出的热量有30%转化成汽车的有用功,则汽车在这段时间的功率是多少?
按照规定,我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内。某型号货车部分参数如表所示。司机师傅在执行一次运输任务时,开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶8km,所用时间是6min,该路段限速60km/h(取g=10N/kg,r沙=2.5´103kg/m3)。
自重 |
5´104N |
车轮个数 |
10 |
每个轮胎触地面积 |
3´10-2m2 |
车厢容积 |
10m3 |
(1)车厢内所装沙子的质量是多少?
(2)货车的速度为多少km/h?
(3)货车轮胎对地面的压强是多少?
(4)货车在这段公路上行驶时所受阻力为车重的 0.03倍,这段时间内货车牵引力所做的功和功率分别是多大?
(5)根据以上计算,请指出该车存在的一条违规行为并说出其危害。
如图所示,是世界首款“水陆两栖”的敞篷概念车SQuba.在陆地上SQuba最高时速可达126千米/时,它还能够潜入10米深的水下,在水下的最高时速为3千米/时.SQuba车身轻巧,仅有900千克,潜入水下时,乘客利用车身携带的压缩空气装置,可以正常呼吸(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:
(1)SQuba受到的重力;
(2)当汽车底部位于水下10米深处时,水对汽车底部的压强;
(3)当汽车在陆地上SQuba最高速度匀速行驶时,所受阻力为车重的0.2倍,则10分钟内汽车牵引力所做功的功率.
节能电动车为人类提供了绿色交通服务,国产某品牌电动汽车是一款高速纯电动轿车,其质量为1.2t,每个轮子与地面的接触面积为0.025m2,当它以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时,受到的摩擦阻力为400N。求:
(1)电动轿车对路面的压强是多大?
(2)电动轿车在平直路面上沿直线匀速行驶时,电动机的牵引力多大?
(3)当电动轿车以时速108km/h行驶时,功率多大?
如图所示,用相同的滑轮组装成两个滑轮组,甲乙两人分别用这两个滑轮组在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度,若不考虑空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量,则F甲:F乙= ,两人做功的功率P甲:P乙= 。
俯卧撑是一项常见的体育健身运动。如图所示是李华同学做俯卧撑时的示意图。已知李华体重600N,1min钟内做了30个,每做一次肩膀升高40cm,李华身体可视为杠杆,O点为支点,A′点为重心,OA=1m,B点到O点的距离OB=1.5m.求:
(1)地面对手的支持力F;
(2)若每个手掌的面积是0.02m2,求双手对地面的压强是104Pa;
(3)1min钟内李华所做的功是4800J;
(4)李华做功的功率P。
随着低碳理念的普及,学校科技小组的同学拟设计一种以太阳能电池驱动的汽车.通过查阅资料得知:某地区太阳光垂直照射时,每平方米太阳能电池板最大可提供150W的电功率.拟设计的太阳能汽车质量是500kg,它在平直路面上最快每秒可行驶15m,行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍,该汽车的驱动电机能够将90%的电功率转化为牵引汽车前进的机械功率.若该车在平直路面上以最高速度行驶,试通过计算回答下列问题(g取10N/kg):
(1)驱动电机提供的推力是多少?
(2)驱动电机提供的机械功率是多少?
(3)该车的太阳能电池板面积约为多大?(计算结果小数点后保留一位数字)
太阳能汽车是靠太阳能电池提供动力.若某太阳能汽车质量是500kg,在平直路面上行驶速度最大可达15m/s,行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍,一个轮胎接触地面的面积是50 cm2,则该汽车在平直路面上以最高速度行驶5min时,(g取10N/kg)
(1)太阳能汽车的重力是多少?驱动电机提供的牵引力是多少?
(2)太阳能汽车克服阻力做了多少功?驱动电机的输出功率是多少?
(3)该太阳能汽车对水平路面的压强为多大?
节能电动车为人类提供了绿色交通服务,国产某品牌电动汽车是一款高速纯电动轿车,其质量为1.2t,每个轮子与地面的接触面积为0.025m2,当它以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时,受到的摩擦阻力为400N。求:
(1)电动轿车对路面的压强是多大?
(2)电动轿车在平直路面上沿直线匀速行驶时,电动机的牵引力多大?
(3)当电动轿车以时速108km/h行驶时,功率多大?