题目内容
【题目】某玻璃厂要研发一款新型玻璃,要求每平方米能承受的撞击力。测试时,取一小块玻璃样品(质量可不计),平放在如图甲所示电路中的压力传感器上,闭合开关,释放重物,经撞击后玻璃仍完好无损,电流表的示数随时间变化的图象如图乙所示(不考虑时刻之后的情况)。已知压力传感器的阻值随压力变化的图象如图丙所示;玻璃受到最大撞击力时与重物的接触面积;电源电压,定值电阻。则:
(1)从重物开始下落到撞击玻璃样品前的内,电流通过压力传感器所做的功是多少?
(2)玻璃样品受到的最大撞击力多大?受到的最大撞击力时压力传感器的电功率是多少?
(3)请通过计算说明该样品是否满足设计要求?
【答案】(1)460J(2)8.1W(3)满足
【解析】
(1)重物撞击玻璃样品前,传感器的阻值不变,则电路中电流不变,由图乙知,撞击前,最小电流Imin=0.2A,由可得,定值电阻R0两端的电压:
压力传感器两端的电压:
则电流通过压力传感器100s所做的功:
(2)由图乙知,当样品受到最大撞击力时,电流最大为Imax =0.9A,此时电阻R0两端电压:
则压力传感器两端的电压:
所以,此时压力传感器的阻值:
由图丙知,RN =10Ω时,压力传感器受到的最大撞击力为600N, 即样品受到的最大撞击力:Fmax=600N。则受到的最大撞击力时压力传感器的电功率
(3)按设计要求可知玻璃能承受的压强:
样品受到的最大压强
因为
且经撞击后玻璃仍完好无损,所以该样品满足设计要求。
答:(1)从重物开始下落到撞击玻璃样品前的100s内,电流通过压力传感器所做的功是为460J;
(2)玻璃样品受到的最大撞击力为600N;受到的最大撞击力时压力传感器的电功率是8.1W;
(3)该样品满足设计要求。
【题目】近年来,汽油价格猛涨,城市出租车司机抱怨纷纷,在政府的倡导下,越来越多的司机将燃烧汽油的车辆改装成了烧天然气的车。下表是收集的汽油和天然气的有关数据。
汽 油 | 天然气 | |
每百公里消耗 | 10L | 8.5m3 |
价 格 | 5.15元/L | 3.00元/m3 |
燃烧后产物 | 尾气(含有毒的铅) | 二氧化碳和水 |
(1)车辆改装费约7000元,有些司机认为车一天只跑300公里,不划算,请你通过计算,说明是否有必要改装。
(2)通过表中信息,请再写出一点改装天然气后的好处。
(3)工业上是采用什么方式使天然气液化的?在石油枯竭的未来,人类可以使用哪些清洁能源来驱动汽车,请你列举一例。