题目内容
【题目】随着居民生活水平的不断提高,家用轿车越来越多地走进了普通百姓人家.下表为某型家用轿车的有关数据:
家用轿车的总质量1200kg | 家用轿车的额定功率30kW |
每个轮胎与地面的接触面积0.02m2 | 油箱的容积55L |
(1)该家用轿车静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?
(2)若该家用轿车在额定功率下以72km/h的速度匀速行驶在平直的公路上,则该车发动机的牵引力是多少?
(3)该家用轿车仍以72km/h的速度匀速行驶10min,消耗汽油1.3kg,该车发动机的效率是多少?(假设汽油完全燃烧,汽油热值q=4.6×107J/kg,结果保留一位小数)
【答案】(1)1.5×105Pa;(2)1500N;(3)30.1%
【解析】
试题分析:(1)该汽车静止在水平地面上时,对地面的压力:F=G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×104N,
对地面的压强:p=F/S=1.2×104N/4×0.02m2=1.5×105Pa;
(2)行驶速度v=72km/h=20m/s,由P=W/t=Fs/t=Fv得该车发动机的牵引力:F=P/v=30000W/20m/s=1500N;
(3)汽车以额定功率匀速直线行驶10min牵引力所做的功:W=Pt=30×103W×10×60s=1.8×107J,
完全燃烧1.3kg汽油放出热量:Q放=m′q=1.3kg×4.6×107J/kg=5.98×107J,
该车发动机的效率是:η=W/Q放×100%=1.8×107J/5.98×107J×100%≈30.1%.
【题目】小伟要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小.
接下来小伟通过下图所示实验操作验证他的猜想:
(1)实验中小伟应该用弹簧测力计水平方向 拉动木块在长木板上滑动,从而测出木块所受的摩擦力的大小.
(2)如果小伟要探究猜想 ,他应该选择 两幅图所示的实验步骤来操作,改变 多次实验,记录了如下实验数据.
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
木板对木块的压力F1/N | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
弹簧测力计的示数F2/N | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.0 |
(3)根据表中数据,在坐标图中画出图象,分析图象课得出结:在接触面粗糙程度相同的情况下,滑动摩擦力与压力成 关系.
(4)小伟得出结论后,拿出小明实验表格进行分析:
序号 | 支持面 | 木块对支持面的压力/N | 滑动摩擦力/N |
1 | 棉布 | 4 | 1.2 |
2 | 木板 | 6 | 0.9 |
3 | 玻璃板 | 8 | 0.4 |
通过分析,小伟不能得出摩擦力与接触面粗糙程度的关系,原因是 .