题目内容
【题目】某旅游区的缆车起点和终点的相对高度为300m,水平距离为400m,如图所示,缆车的质量为75kg,底面积为1.5m2 , 缆车顶部与钢缆固定在一起,钢缆带动缆车做匀速直线运动,一台缆车运载这质量是60kg的一名游客上山,游客每只鞋的面积为180cm2 , 缆车从起点到终点所用的时间为250s.(忽略空气阻力,g取10N/kg)求:
(1)缆车运行的速度;
(2)游客在缆车中站定时对缆车的压强;
(3)运送游客过程中,钢缆对缆车做功的功率.
【答案】
(1)解:根据勾股定理可得,缆车行驶的距离:
s= =500m,
缆车运行的速度:
v= = =2m/s;
答:缆车运行的速度为2m/s;
(2)解:游客在缆车中站定时对缆车的压力:
F=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N,
游客在缆车中站定时对缆车的压强:
p= = ≈1.67×104Pa;
答:游客在缆车中站定时对缆车的压强为1.67×104Pa;
(3)解:缆车和人的总重力:
G总=G车+G人=(m车+m人)g=(75kg+60kg)×10N/kg=1350N,
运送游客过程中,钢缆对缆车做功:
W=G总h=1350N×300m=4.05×105J,
钢缆对缆车做功的功率:
P= = =1620W.
答:运送游客过程中,钢缆对缆车做功的功率为1620W.
【解析】(1)根据勾股定理求出缆车行驶的距离,又知时间,利用v= 计算缆车运行的速度;(2)游客在缆车中站定时对缆车的压力等于其重力,又知游客每只脚的面积,可求受力面积,再利用p= 计算游客在缆车中站定时对缆车的压强;(3)求出缆车和人的总重力,利用W=Gh计算运送游客过程中,钢缆对缆车做的功,然后利用P= 计算做功的功率.
【考点精析】通过灵活运用压强的大小及其计算和功率的计算与测量,掌握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);功率的计算: P = W/tW 表示功,单位是焦(J). t表示时间 ,单位是秒(s) P表示功率,单位是瓦特(W)1 W= 1 J/s即可以解答此题.