题目内容
【题目】如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。小明每次向下拉动拉杆时,拉力为250 N,并在0.4 s内使质量为20 kg的配重块匀速升高到40 cm后放手,让其自由落下。(不计拉杆和绳的重力,g取10 N/kg)求:
(1)小明拉动拉力器的功率;
(2)小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功;
(3)在小明锻炼过程中拉力器的机械效率。
【答案】(1) 250 W;(2) 20 J;(3) 80%
【解析】
(1)拉力做的功W总=Fh=250 N×40×10-2 m=100 J
拉力的功率P===250 W
(2)W有用=Gh=mgh=20 kg×10 N/kg×40×10-2 m=80 J
则克服摩擦所做的额外功
W额=W总-W有用=100 J-80 J=20 J
(3)拉力器的机械效率η==×100%=80%
【题目】小明携带质量为10 kg的行李箱从太原到运城,选择了尾气零排放的动车组D2503次列车出行。经查询,D2503次列车时刻表如下。若该动车组列车全程匀速行驶在平直的轨道上,牵引力恒为2.8×105 N,供电电路输入动车组列车的电功率恒为2×107 W。请你根据以上信息,解决下列问题:
站次 | 站名 | 到达时间 | 开车时间 | 运行里程 |
1 | 太原南 | — | 8:25 | 0 |
2 | 运城北 | 10:10 | 10:12 | 360 km |
3 | 西安北 | 11:22 | — | 556 km |
(1)若小明的行李箱底部与列车行李架的接触面积为0.2 m2,求此行李箱对水平行李架的压强;(g=10 N/kg)
(2)求该动车组列车从太原南站至运城北站牵引力所做的功;
(3)求该动车组列车从太原南站至运城北站将电能转化为机械能的效率;
(4)若大型客运燃油汽车运行中做的功与该动车组列车从太原南站至运城北站牵引力所做的功相等,客车热机的效率为30%,该客车从太原南到运城北消耗多少kg燃油?(燃油热值为4×107 J/kg)