题目内容
【题目】图是某双人动力滑翔伞的示意图,其飞行动力是通过燃烧汽油来获得的。设动力滑翔伞汽油发动机的功率是8000W,其热机效率为20%,汽油热值约为4×107J/kg。当小凯与教练同时乘坐,整个装置(包括两人)的重心在O点,总重力为2000N。某次飞行中,滑翔伞在没有风的情况下,水平向左匀速直线飞行了200秒,受到的阻力为500N。忽略汽油燃烧时对整个装置质量的影响。
求:(1)画出整个装置(用“·”表示)的受力示意图。
(2)这次飞行中,①动力做了多少功?②飞行了多远?③至少消耗了多少千克汽油?
(3)滑翔伞的上升力是如何获得的?简要说明。
【答案】(1);(2)1.6×106J;3.2×103m;0.2kg;(3)滑翔伞向前飞行时,流经伞上方的空气流速大,压强小,流经伞下方的空气流速小,压强大,形成了向上的压力差,这个压力差就是滑翔伞的上升力。
【解析】
(1)正在空中水平匀速直线飞行的动力滑翔伞,受平衡力作用,作用点都在重心,水平方向上受水平向左的牵引力和水平向右的摩擦力;在竖直方向上受竖直向下的重力和竖直向上的升力;过滑翔伞的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,用符号G和F上升表示,二力线段长短相等;过滑翔伞的重心分别沿水平向右和水平向左的方向画一条带箭头的线段,分别用符号F牵和f阻表示,注意表示二力的线段长度相等;答案如下图所示:
;
(2)动力做的功为
;
因为滑翔伞匀速飞行,所以F牵和f阻相等,滑翔伞飞行的距离为
;
滑翔伞的效率为20%,飞行了200秒需要的热量为
,
至少消耗汽油的质量为
;
(3)滑翔伞的上升力是根据流体压强与流速的关系而获得的,滑翔伞向前飞行时,流经伞上方的空气流速大,压强小,流经伞下方的空气流速小,压强大,形成了向上的压力差,这个压力差就是滑翔伞的上升力。
答:(1)整个装置的受力示意图如解析所示;
(2)这次飞行中,①动力做了1.6×106J;②飞行了3.2×103m;③至少消耗了0.2kg汽油;
(3) 滑翔伞向前飞行时,流经伞上方的空气流速大,压强小,流经伞下方的空气流速小,压强大,形成了向上的压力差,这个压力差就是滑翔伞的上升力。
【题目】某兴趣小组探究“在串联电路中,滑动变阻器消耗的电功率大小与滑动变阻器接入电路的电阻大小之间的关系”。老师提供的器材有:定值电阻R=20,标有“40 2A”滑动变阻器、电压表(量程为0~15V)、电流表(量程为0~0.6A)、电源电压恒定、开关、导线若干。
(1)根据实验目的,将实物图连接完整,要求滑片往A端移动,电压表读数变大。
(______________)
(2)连接好电路,闭合开关,移动滑片,获得了以下几组电压和电流数据,计算电功率并记录在表格中。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 8.0 | 7.2 | 6.0 | 4.0 | 2.4 | 0 |
电流I/A | 0.20 | 0.24 | 0.30 | 0.40 | 0.48 | 0.60 |
电功率P/W | 1.6 | 1.7 | ★ | 1.6 | 1.2 | ★ |
小科忘记计算表中“★”处的数值,请你根据有关数据计算表中“★”处的数值为________、________。本实验的结论是_____________。
(3)进一步分析数据发现,本次实验中,当滑动变阻器和定值电阻阻值相等时,电功率最大。为了验证这一规律,需要获得更多数据,若滑动变阻器更换为“60 2A”,其他元件不变,在保证电路安全的前提下,下列定值电阻能完成实验任务的是___________(可多选)。
A.10 B.20 C.30 D.60
【题目】为“探究电流与电压关系”,小凯设计了如图的实物电路;其中电源由三节蓄电池串联构成,电压恒定为6V。
(1)在虚线框内画出与实物电路相对应的电路图。
(______)
(2)在图中,各元件正常,连线良好,闭合开关后,可能出现的现象是_____。
①两个电表的示数都为零
②两个电表都有示数
③电压表的示数不为零,电流表的示数为零
④电流表的示数很大,电压表的示数接近零
(3)经小满检查,发现小凯设计的电路中有一根导线接错了。请你在图中把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再把它改接到正确的位置上。
(______)
(4)正确连线后,小凯进行实验,并把相关数据填入下表。其中第4次实验时两表的示数如图所示。请你读数并填入表格里。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | _____ | 2.5 | 3.0 |
电流I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 | _____ | 0.4 | 0.58 |
(5)分析与论证:
①用图像法处理上述实验数据:建立坐标,确定标度,描点,连线。
(______)
②根据你所作的图像,能得出什么结论?_____。
(6)评估:
①该实验中滑动变阻器的主要作用是什么?_____。
②本次实验探究还存在什么不足?_____。