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)若每个手掌的面积是0.02m2,双手对地面的压强p;
(2)1min钟内李华所做的功W;
(3)李华做功的功率P。
如图所示.工人用240牛的拉力拉绳使水中的小船匀速靠岸,用10分钟将绳子拉下60米,已知小船重1.8×104牛,小船行进中受到的阻力是它所受重力的0.01倍,求:
(1)工人拉绳时做功的功率;
(2)此装置的机械效率.
有一种环保汽车,以蓄电池为驱动能源.此环保汽车运动时,蓄电池为车上的电动机供电,电动机为汽车提供动力.某辆这种类型的环保汽车,总质量为3×103 kg,汽车轮胎与地面的总接触面积为0.1m2.当它在永平路面上匀速行驶时,电动机工作电流为50A,工作 电压为300V,汽车所受阻力为车重的0.04倍.(g取10N/kg)
(1)汽车对路面的压强多大?
(2)若该汽车用于牵引汽车前进的机械功率和电动机电功率的比值为4:5,则该车匀速前进的速度多大?
(3)如果改用太阳能电池给车上的电动机供电,其它条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积.结合计算结果对该设想中的太阳能汽车写出一条改进建议, 已知太阳辐射的总功率为4×1026 W,太阳到地球的距离为1.5 ×1011m,半径为r的球其表面积为4πr2.太阳光传播到地面的过程中,设有29. 35%的能量损耗.该车所用太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为15%.
效率是 30%,水平叉臂面积为1m2 的电动叉车(如图甲),托着重量为 6000N,底面积为 6m2 的货物(如图乙),5s 内从 A 点匀速水平移动到 B 点,再从 B 点匀速竖直提升 10s 到达 C 点,所用时间及各点间距离如丙图所示,求:
(1)A 到 B 过程,货物对叉臂的压强
(2)A 到 C 过程,叉车对货物的支持力做的功
(3)B 到 C 过程,叉车对货物做功的功率
(4)B 到 C 过程,叉车消耗的电能
(2013·衡阳)如图所示的装置很有创意﹣﹣它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起:上部是洗衣机(有关技术参数见铭牌),下部是马桶,中间设有储水箱.洗衣机还设有加热功能,(铭牌上水的加热功率已模糊),洗涤前先将水加热到适宜温度,可以提高洗涤效果.
(1)请问这种设计的优点: .(请至少说出一个观点)
(2)求洗衣机脱水时的正常工作电流.
(3)某次洗衣时,首次进水量为20kg,加热时电能的80%转化为水的内能,正常加热14min水的温度升高10℃就达到设定要求,由于洗衣机铭牌上的加热功率模糊,求:①水吸收的热量,②洗衣机的加热功率[c水=4.2×103J/(kg•℃)].
如图所示是某水上打捞船起吊装置结构示意简图.某次打捞作业中,该船将沉没于水下20m深处的一只密封货箱打捞出水面,已知该货箱体积为20m3,质量是80t.(ρ水=1.0×103kg/m3;取g=10N/kg)
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?
(2)起吊装置提着货箱在水中(未露出水面)匀速上升了12m,用时2mim.若滑轮组的机械效率为60%,求钢丝绳的拉力F为多大?拉力F的功率多大?
如右图所示,已各斜面长5m,高3m,绳端拉力为50N。利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中:
(1)物体沿斜面向上运动的速度为多少?
(2)绳端移动的距离是多少?
(3)拉力的功和功率各是多少?
(4)拉力的机械效率是多少?
(·绵阳)2012年10月15日,奥地利著名极限运动员鲍姆加特纳乘坐热气球从距地面高度约39km的高空跳下,并成功着陆.如图所示.该热气球由太空舱,绳索和气囊三部分组成.气囊与太空舱之间利用绳索连接.在加热过程中气囊中气体受热膨胀.密度变小,一部分气体逸出,当热气球总重力小于浮力时便开始上升.
假定鲍姆加特纳是在竖直方向上运动的,并经历了以下几个运动阶段:他首先乘坐热气球从地面开始加速上升到离地高h1=1km处,此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F1=3002.5N;接着再匀速上升到离地面高h2=38km处,此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F2=3000N;然后再减速上升到离地高h3=39km处,此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F3=2997.5N;他在上升过程中共用时t1=1×104s,在离地高39km处立即跳下.自由下落t2=4min后速度已超过音速,最后打开降落伞,又用时t3=16min又安全到达地面.忽略髙度对g的影响,取g=10N/kg.求:
①从离开地面到安全返回地面的整个过程中,运动员的平均速度是多少?(结果取整数)
②在热气球上升过程中.绳索对太空舱向上的总拉力做功的平均功率是多少?
③当热气球上升到离地高20km处.若热气球总质量(含气囊里面气体)m=7.18×104kg,整个热气球的体积V=8×105m3,整个热气球受到的空气阻力f=2×103N,不考虑气流(或风) 对热气球的影响.则此高度处的空气密度是多少?
(·沈阳)图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起,图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像。A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N,滑轮组的机械效率为80%。已知A的重力2×104 N,A上升的速度始终为0.1m/s。(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重,不考虑风浪、水流等因素的影响)求:
(1)长方体A未露出水面时受到的浮力;
(2)长方体A的密度;
(3)长方体A完全离开水面后,在上升过程中F的功率。
(4)把长方体A按图21甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上,它对地面的压强。
(·绵阳)2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似(如下图甲所示),相关标准参数为:体积1m3、质量750kg,最大潜水深度4500m,最大航速7.4km/h(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
(1)假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口,当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处,问该
探测窗口承受海水的压力增加了多少?
(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时露出海面体积为多大?
(3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”,由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如上图乙所示,图中P3=3P1。求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力(不考虑水的阻力)。
(2014·娄底)随着生活品味的提升,玻璃房逐渐受到人们的青眯,这大玻璃窗户的清洁可由如图所示的“自动擦窗机器人”完成.某“自动擦窗机器人”的质量为2kg,它的“腹部”有吸盘.当自动擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上.(g取10N/kg)
(1)当自动擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,摩擦力为 N.此时若真空泵继续向外抽气,则自动擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(2)吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10﹣3m2,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×105Pa,则吸盘对玻璃的压力是多大?
(3)自动擦窗机器人竖直向下运动时,若真空泵继续向外抽气,则自动擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)自动擦窗机器人在6s内均速竖直向下运动了0.6m,重力做功的功率是多大?
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.
如图所示是某水上打捞船起吊装置结构示意简图.某次打捞作业中,该船将沉没于水下20m深处的一只密封货箱打捞出水面,已知该货箱体积为20m3,质量是80t.(ρ水=1.0×103kg/m3;取g=10N/kg)
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?
(2)起吊装置提着货箱在水中(未露出水面)匀速上升了12m,用时2mim.若滑轮组的机械效率为60%,求钢丝绳的拉力F为多大?拉力F的功率多大?
如图所示,重为1140 N的物体,它与水平地面的接触面积为1.5×103 cm2。工人师傅用600N的力匀速提升物体,物体的速度为0.2 m/s。(不计摩擦及绳重)
求:(1)工人师傅拉绳的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)体重为450N的小明用此滑轮组提升物体,但物体没有被拉动,物体对地面的最小压强为多大。
小勇同学利用星期天积极参加社会实践活动,到养老院当义工,在活动中要帮助老人将3壶相同的油从一楼搬到三楼。小勇第一趟将一壶油从一楼提到三楼,用时20s;第二趟将两壶油从一楼提到三楼,用时30s。已知每壶油的质量为5kg,小勇的质量为45kg,每层楼的楼高是3m。(g=10N/kg)
(1)第一趟小勇做了多少有用功?小勇做功的总功率是多少?
(2)比较小勇两趟做功效率的高低,并说明理由。