题目内容
【题目】如图所示是“擦窗机器人”,它的质量为2kg,它的“腹部”有吸盘.当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)机器人工作时,主机内部的气压(大于/小于/等于)大气压而产生吸力.
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力(变大/变小/不变)
(3)吸盘与玻璃的接触面积为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N.
(4)擦窗机器人以0.2m/s的速度匀速竖直向下运动,重力做功的功率是W.
【答案】
(1)小于
(2)不变
(3)300
(4)4
【解析】解:(1)机器人工作时吸力就是来源于主机内外的压强差,并且是内部气压小于外部气压.
(2)静止时处于平衡状态,即受力平衡,在竖直方向上摩擦力和重力平衡,则摩擦力大小等于重力大小,只要“擦窗机器人”的重力不变,摩擦力就不变;
(3)由 得,
压力 F=pS=1.5×105Pa×1.2×10-3m2=180N.
(4)机器人的重
功率:
答案:(1)小于;(2) 不变; (3)300N;(4)4W.
【考点精析】关于本题考查的摩擦力大小的影响因素和压强的大小及其计算,需要了解增大摩擦的方法:(1)使接触面更加粗糙(2)增大压力;减小摩擦的方法:(1)把滑动摩擦转变为滚动摩擦可以大大减小摩擦 (2)加润滑油使接触面变光滑也可以减小摩擦;压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa)才能得出正确答案.
【题目】随着智能手机的普及,低头看手机的“低头族”越来越多,那么,颈椎承受的压力跟低头的角度有什么关系?科研人员进行了研究:制作头部模型,如图甲,头部可绕支点O(颈椎)转动,转动角度通过固定在上面的量角器测量,将一个小球挂在模型内,其重为5牛模拟头部的重力,头部后面绑一根绳子模拟肌肉,绳子上系一测力计,支点(颈椎)承受的压力约为头部重力与绳子拉力之和,实验数据如下表:
低头角度/度 | 绳子拉力/牛 | 颈椎承受的压力/牛 |
0 | 0 | 5 |
15 | 5 | 10 |
30 | 9 | 14 |
45 | 13.5 | 18.5 |
60 | 17.5 | 22.5 |
(1)分析表中数据,可得出的结论是;
(2)改头部模型相当于绕O点转动的杠杆,如图乙,当低头角度增大时,头部重心向左移动,拉力F的力臂变小,请分析拉力F变大的原因;
(3)下列措施中,有利于保护颈椎的是
A.不要长时间低头看手机
B.适当抬高手机屏幕,减小低头角度
C.低头看书久了应适当抬头,以缓解颈椎承受的压力.
【题目】在一次课外活动中,小明同学对家用电器进行了相关的观察和研究,他以一个两用(晴天用太阳能、阴天用电加热)电热水器为观察研究对象,记录了有关数据.关闭家里的其它用电器,只将电热水器接入电路中烧水,用电热水器加热一满壶初温t0=30℃的水,观察电能表,电能表标有“220V 10A 50Hz 600r/KWh”字样,表盘在15min内转了240r,此时用温度计测得的水温为45℃,请你就这位同学在活动中获得的有关资料,求解有关问题:
电热水器的铭牌 | |
型号 | ×××两用电热水器 |
额定电压 | 220V |
额定功率 | 1800W |
容积 | 20L |
额定最高温度 | 75℃ |
(1)加热15min,水所吸收的热量;
(2)电热水器工作15min消耗的电能和电功率;
(3)晴天用太阳能加热,如果每分钟吸收太阳辐射的能量为8.4×104J,其中30%被水吸收,把上述质量、初温相同的水加热到相同的效果需要多长时间?(C水=4.2×103J/(kg℃)