题目内容
【题目】为了将放置在水平地面上重的重物提升到高处,小李同学设计了图(甲)所示的滑轮组装置。当小李用图(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,重物的速度v和高度随时间t变化的关系图象如图(丙)(丁)所示。绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。(不计绳重和摩擦)求:
(1)这个重物放在水平地面,受到拉力为零时,对水平地面的压强是多少(已知重物的底面积为200cm2)。
(2)在2~3 s内,拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。
(3)若小李体重为600N,他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升,最大能提升质量为多大的物体?(g取10N/kg)
【答案】(1)5×103Pa;(2) 300W ;83.3%;(3)178kg
【解析】
(1)重物放在水平地面,受到拉力为零时,物体对地面的压力为
物体的底面积为
物体对水平地面的压强为
(2)由丙图象可知,在2~3s内,重物做匀速运动,此时速度为v1=2.50m/s.,拉力F1=40N
因为连接动滑轮的绳子有三根,所以n=3,则绳子自由端移动的速度为
拉力的功率为
滑轮组的机械效率为
(3)不计绳重和摩擦,拉力为
则动滑轮的重力为
小李最大体重为600N,即绳子最大的拉力为600N,则物体最大的重力为
最大能提升的质量为
答:(1)重物放在水平地面,受到拉力为零时,对水平地面的压强是5×103Pa;
(2)在2~3s内,拉力F的功率为300W,滑轮组的机械效率为83.3%;
(3)最大能提升的量为178kg。
【题目】2019年西安地铁大事不断,9月份以来相继开通的一号线二期和机场城际线大大方便了市民的出行,某学校综合实践活动小组的同学们为了比较电机和内燃机的效率,收集到城际铁路列车和在某段平直道路区间匀速运行时的相关数据如下:
XX型号城际列车 | 牵引电机功率106W | 速度 | 牵引力5×104N | 额定载客量600人 |
XX型号公交汽车 | 燃油热值4×107J/kg | 速度15 km/h | 牵引力3000N | 额定载客量40人 |
(1)公交汽车的内燃机四个冲程中,在______冲程中将内能转化为机械能;
(2)城际列车在该道路区间运行的速度是多少________?
(3)公交汽车每千米消耗燃油0.3kg,若该道路区间长为29km,则公交汽车在该区间所消耗的燃油完全燃烧能放出多少热量________?公交汽车的效率是多少________?
【题目】地铁可以缓解城市公交运输压力,某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下:
XX型号地铁机车 | 地铁电力机车功率106W | 平均速度60km/h | 牵引力5×104N | 额定载客量500人 |
XX型号公交汽车 | 燃油热值4×107]/kg | 平均速度15km/h | 牵引力3000N | 额定载客最40人 |
(1)甲、乙两地铁站相距1.2km,地铁运行需要多长时间?
(2)公交汽车每千米消耗燃油0.3kg,行驶1.2km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量?公交汽车的效率是多少?
(3)根据题中获得的信息,从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点。( 写出两条即可)