题目内容
【题目】在体育运动竞赛中,帆板是帆船运动中一个级别的比赛,是一项新兴的体育运动,可实际上是一个独立的体育项目。如图所示,某种帆板由板体、帆杆、面积为6m2的三角帆和带有万向节的桅杆组成,没有舵和坐舱,全部质量仅为20kg,依靠风力在湖面上行驶。g取10N/kg, 水=1.0x103kg/m3 , 求:
(1)体重为50kg的运动员登上帆板时,帆板排开水的体积是多少?
(2)查相关资料可知.当湖面风速为8m/s时,风压为40Pa,此时风对三角帆的最大推力是多大?
(3)如表给出了在不同风速下,风能强度P风(即每秒时间内,在帆面上获得的能量).经测算,当风速为10m/s时,帆板受到风的推力是280N,并且以6m/s的速度在湖面上匀速行驶,求帆板的风能利用率.
平均风速(m/s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
风能强度P风(x102J/s) | 24 | 48 | 72 | 84 | 120 | 144 |
【答案】
(1)
解:由于帆船处于漂浮状态,则运动员登上帆船时 ,帆板受到的浮力:
F浮=G帆板十G运动员=m帆板g+m运动员g=20Kgx 10N/kg+50kgx 10N/Kg=700N
由F浮=ρ水V排g可得帆板排开水的体积:
V排= =0.07m3;
答:体重为50Kg的运动员登上帆板时,帆板排开水的体积是0.07m3;
(2)
由p= 得风对三角帆的最大推力F=pS=40Pax6m2=240N;
答:当湖面风速为8m/s时,风压为40Pa,此时风对三角帆的最大推力是推力是240N;
(3)
帆板的风能利用率:
η= =35%
答:帆板的风能利用率为35%。
【解析】解:(1)由于帆船处于漂浮状态,则运动员登上帆船时 ,帆板受到的浮力:
F浮=G帆板十G运动员=m帆板g+m运动员g=20Kgx 10N/kg+50kgx 10N/Kg=700N
由F浮=ρ水V排g可得帆板排开水的体积:
V排= =0.07m3;
(2)由p= 得风对三角帆的最大推力F=pS=40Pax6m2=240N;
(3)帆板的风能利用率:
η= =35%
【考点精析】通过灵活运用阿基米德原理和物体的浮沉条件及其应用,掌握阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力.这个规律叫做阿基米德原理,即 F浮= G排 =ρ液gv排;物体的浮沉条件:浸没在液体中的物体 F浮>G 时上浮,F浮 = G 时悬浮,F浮 <G 时下沉.物体浮沉条件的应用举例:(1)轮船(2)潜水艇(3)气球(4)飞艇、热气(5)密度计(密度计的刻度是从上到下刻度变大,刻度不均匀,且刻度无单位.)即可以解答此题.
【题目】下列是一些物质的比热容,根据表中的数据,下列判断正确的是( )。
一些物质的比热容[单位:J/(kg-℃)] | |||
水 | 4.2×103 | 冰 | 2.1×103 |
酒精 | 2.4×103 | 蓖麻油 | 1.8×103 |
甘油 | 2.4×103 | 沙石 | 0.92×103 |
煤油 | 2.1x103 | 铝 | 0,88×103 |
A.1kg铝的比热容是2kg铝的比热容的
B.工厂里冷却塔大多用水作为冷却剂是利用水的比热容大的特性
C.物质的比热容与物质的状态无关
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水的温度变化较大