“雪龙”号极地考察破冰船是我国最大的极地考察船,破冰船自身质量约为10000吨。“雪龙”号在普通海域最大航速为10m/s;在1m厚冰层海域破冰最大航速为3.6km/h,所受阻力为1.5×107N。“雪龙”号在两种海域航行时,牵引力的功率相等。请你计算:
(1)“雪龙”号在1m厚冰层海域以最大航速匀速行驶20min,克服阻力所做的功是多少?
(2)“雪龙”号在普通海域以最大航速匀速行驶时牵引力的大小是多少?
(3)“雪龙”号补给了100吨的物资后,吃水深度达到8m,则船底受到海水的压强是多少?“雪龙”号排开海水的体积增加了多少?(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
一个质量为4kg、底面积为2.0×10﹣2m2的金属块B静止在水平面上,如图甲所示.
现有一边长为0.2m的立方体物块A,放于底面积为0.16m2的圆柱形盛水容器中,把B轻放于A上,静止后A恰好浸没入水中,如图乙所示.(已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,A的密度ρA=0.5×103kg/m3,取g=10N/kg)求:
(1)B对水平面的压强;
(2)把B从A上取走后(如图丙所示),A浮出水面的体积;
(3)把B从A上取走后,水对容器底部压强改变了多少;
(4)把B从A上取走,水的重力做功多少.
如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图,它由4个定滑轮和2个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上,摇动旋轮的摇柄可以使晾衣架升降,假设在升降过程中衣架横梁始终保持水平。第一次晾晒衣物时,将重150N的衣物(含横梁及晾衣架)以0.12m/s的速度匀速提起1.2m,在此过程中旋轮牵引绳子的拉力F1所做的功是200J。第二次晾晒衣物时,旋轮牵引绳子的拉力大小为40N,使衣物匀速上升1m,在提升衣物(含横梁及晾衣架)过程中滑轮组的机械效率比第一次降低了1%。旋轮的摩擦及细绳的质量均忽略不计,动滑轮的总重为2 N,取g= 10N/kg。求:
(1)拉力F1做功的功率;
(2)第一次利用该晾衣架提升衣物过程中,滑轮组的机械效率;
(3)第二次利用该晾衣架提升衣物过程中,需克服摩擦力做多少功。
小明同学家住楼上,最近正在装修房子,需要搬运装修材料,但有些材料由于楼道
过窄不方便搬运,于是小明建议采用如下图所示的滑轮组,这样站在地上就可以把
材料运上楼。若某次搬运的材料重765N,被提升的高度为l0m,所用时间为30。,
人所用的拉力为450N,求:
(1)请你帮助小明画出滑轮组的绕线示意图。
(2)提升材料时,手拉绳端的平均速度是多少?
(3)在提升材料时,拉力的功率是多少?
(4)该滑轮组的机械效率是多少?
(5)不计摩擦和绳重,若增加材料的重力,该滑轮组的机械效率将如
何变化?(只需写出结论即可)
建造设计师设计出了一种能漂浮在水中的城市,漂浮城市装有动力装置,可以移动,该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民.酒店、商店只要是普通城市有的,这里都一应俱全。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为8.0×108W,请回答下列问题:
(1)假如某班级有40位中学生从岸上进入漂浮城市参观,则漂浮城市受到的浮力约增加( )
A.2.0×102N, | B. 2.0×103N | C. 2.0×104N | D.2.0×105N |
(2)若三角形建筑空洞的面积为2.0×104 m2,某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入,1S
流入空洞的空气质量是1.92×106kg,该地的空气密度是 1.2kg/m3,则飓风的风速是 。
(3)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量,漂浮城市在平静的水面上沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变。某一时刻开始,漂浮城市受到的水平
方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示,漂浮城市运动速度v与时间t的
关系如图乙所示。则在50s—100s,漂浮城市做 运动。漂浮城市运动到
时受到的阻力为 N。
(4)从50s到100s内牵引力做的功为多少?(写出计算过程)
(5)漂浮城市在匀速运动过程中,太阳能转化为机械能的效率为多少?(写出计算过程)
图甲为某款新型电饭煲,额定电压为220V,它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感,图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求:
(1)0~30min,电饭煲产生的总热量;
(2)S和S1均闭合,电路中的总电流;
(3)在不同电压下,电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。用电高峰期,当实际电压为198V时,使用该电饭煲,从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间。
某工人利用滑轮组在20s内将3000N的物体匀速提高4m,已知这个滑轮组的机械效率是80%,求:
(1)这名工人所做的总功是多少J?
(2)他所做的额外功是多少J?
(3)他的输出功率是多少W?
电动自行车可以电动骑车,亦可以脚踏骑行.电动骑车时,蓄电池对车上电动供电,电动机提供动力,张老师利用周末骑着一辆电动自行车,沿着威海公园的水平道路匀速行驶,在30min内,电动车行驶了9km,此时车上电动机的工作电压为32V,工作电流为4A.
(1)张老师骑车的速度是多快?
(2)电动机的功率多大?
(3)该电动车在这30min内消耗的电能是多少?
(4)若车行驶过程中所受阻力为20N,则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少?电能转化为克服阻力做功的效率多大?
某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮lmin转动1800周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),求:
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力;
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功;
(3)汽油机的功率.
如图是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成,连接轿厢的两根缆绳非常靠近,轿厢空载时的重量是3100N,配重的重量是3000N,某次电梯载货量的重量是1000N,当电梯匀速上升15m,所用的时间为10s,不计缆绳重力和一切摩擦阻力,在此运动过程中,求:
(1)轿厢的速度大小.
(2)配重重力对配重做的功.
(3)电动机的功率至少多大?
“十一”假期,小明一家驱车外出旅游,如图。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时,汽车受到的阻力是整车重的0.08倍,效率为40%。已知汽车整车质量为1375kg,油箱加了25L汽油。(汽油热值q=3.3×107J/L)
(1)油箱里的汽油完全燃烧释放的热量为多少?
(2)用完油箱中的汽油,汽车最多能做多少有用功?
(3)该车最多可以匀速直线行驶多远的路程?
油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车启动时内燃机并不工作,而是由动力蓄电池组通过驱动电机向车轮输送能量;当车以高速匀速行驶或动力蓄电池组储存电能过低时,内燃机启动,此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。若车辆需要全力加速时,内燃机和动力蓄电池组同时向车轮输送能量。己知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能是1.0×108J。若测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的测试车速匀速行驶0.5h,内燃机消耗燃油2. 5kg,蓄电池组的电能增加了最大电能的10%;从汽车的使用说明书知知道,汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。则:
(1)该汽车测试行驶中牵引力做了多少功?
(2)该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出多少热量?
(3)该汽车内燃机的效率是多大?(燃油的热值为4.6×107J/kg)
伦敦奥运会期间,一种环保混合动力汽车穿梭于各场馆之间,混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过某种方式向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,也可以同时给蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量.一测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.475kg,车速为50km/h,蓄电池组储存的能量由最大值的60%增加到80%,蓄电池组储存的能量的最大值为1.08×108J.从汽车使用技术手册中,测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg,汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如上左图所示.
(1)混合动力车启动时,蓄电池 能转化为汽车 能.
(2)该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是多少?
(3)该车在测试过程中蓄电池组储存的能量增加了多少?
(4)试计算该汽车内燃机的效率(不计内燃机机械传动及充电过程中的能量损失).
如图所示,平直的薄板AB长1m,重力忽略不计,B端用细绳悬于天花板上,绳与水平方向夹角为30°,薄板始终保持水平.一辆重20N、功率为1W的电动小车,从A端以0.2m/s的速度向右匀速行驶4s,细绳恰好被拉断,求:
(1)小车行驶过程中牵引力做的功;
(2)小车运动时受到的阻力;
(3)细绳恰好被拉断时能承受的最大拉力.
近几年政府推出了“汽车下乡” 、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策,极大的促进了汽车行业的发展,随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭,小明的爸爸最近也购买了一辆轿车.小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动:
(1)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的 较大的特点.
(2)小明同学阅读了汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表,请根据给出的信息,计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少J的能量,这些能量能产生多少J的有用功.(汽油的热值为4.6×107J/kg)(写出计算过程)
(3)若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度υ与时间t的关系如图乙所示.则在0~5s时间内,轿车发动机对外做功多少J?轿车在运动过程中受到的阻力是多少?(写出计算过程)
(4)汽车行驶时发动机产生的牵引力为F,则燃烧m质量的汽油,能使汽车前进的距离s为 (用前面给出物理量的符号表示距离,汽油的热值在本小题中用q表示)
试题篮
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