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)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(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)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.
(3)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)不变
(2)300
(3)4
【解析】解:(1)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,当真空泵继续向外抽气时,机器人的重力不变,则擦窗机器人受到的摩擦力不变;(2)由p= 可得,吸盘对玻璃的压力: F=pS=1.5×105Pa×2×10﹣3m2=300N;(3)擦窗机器人以0.2m/s的速度匀速竖直向下运动时处于平衡状态,重力和摩擦力是一对平衡力,二力大小相等;
重力的功率:P=Gv=mgv=2kg×10N/kg×0.2m/s=4W.
所以答案是:(1)不变;(2)300;(3)4.
【考点精析】关于本题考查的二力平衡条件的应用和压强的大小及其计算,需要了解二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,即合力为零.(一物、二力、等大、反向、同直线);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】如图1 所示是一艘智能太阳能混合动力游船,它的动力系统由太阳能电池组和柴油发电机组组成.游船照明采用节能灯和LED 灯.船满载时的排水量为60t.航行中,船载能量管理系统按下表中航行速度要求自动识别并切换动力系统.船的航行速度简称航速,单位为“节”,用kn 表示.
航速/kn | 供电模式 | 动力系统 | 最大功率/kW |
0~4 | 纯电池 | 太阳能电池组 | |
4~8 | 柴电 | 柴油发电机 | 300 |
(1)游船满载时,所受的浮力为N;当部分游客下船后,船底受到水的压强将(增大/减小/不变).
(2)船上照明电路中用到了恒流电阻,它的电流与电压关系如图2 所示.当恒流电阻两端的电压由0V 增大到4V 的过程中,它的电阻(不变/减小/增大).若将它与一只标有“3.2V0.3A”的LED(发光二极管)一起接到电压为4V 的电源上,要使LED 正常工作,则应将它们联到电路中;若该电路中的电源电压可调,则电源电压在范围内变化,它们都能正常工作.
(3)已知船航行时,所受的阻力与航速的平方成正比.若在柴电和纯电池供电模式下,游船以最大航速航行时所受的阻力分别为f1、f2 , 则f1与f2的比值是;当游船以纯电池模式航行时,动力系统的最大功率是kW.(设船做匀速直线运动)