题目内容
【题目】如图,重为3.2×104N的卡车,经过一段水平路面,再以9.6×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行,已知斜坡长100m,斜坡的机械效率为80%.求卡车:
(1)运动过程中,克服重力做的功;
(2)爬坡时的牵引力;
(3)爬坡时的速度.
(4)汽车在上坡的过程中受到的摩擦力.
【答案】
(1)
解:斜面倾角为30°
斜面高度为:
克服重力做的功为:W有=Gh=3.2×104N×50m=1.6×106J
答:克服重力做的功为1.6×106J.
(2)
解:由 得总功:
由W总=Fs得牵引力:
答:爬坡时的牵引力为2×104N.
(3)
解:因为
所以爬坡时的速度:
答:爬坡时的速度为4.8m/s.
(4)
解:由W总=W有+W额得上坡过程中汽车所做额外功:
W额=W总﹣W有=2×106J﹣1.6×106J=4×105J
由W额=fs得摩擦力:
答:汽车在上坡的过程中受到的摩擦力为4000N.
【解析】(1)斜面倾角为30°,直角三角形中,30°角对应的直角边长度等于斜边长度的一半,再根据W有=Gh算出有用功,即克服重力做的功.(2)已知斜坡的机械效率,根据公式η= 可求出总功,再根据W=Fs可求出牵引力.(3)求出了牵引力,已知牵引力做功的功率,根据公式P=Fv求爬坡时的速度.(4)克服摩擦做功为额外功,根据W总=W有+W额求上坡过程中汽车所做额外功,利用W=fs求摩擦力大小.
【题目】某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时,提出了以下几种猜想:a.与压力的大小有关.b.与接触面积的大小有关.c.与接触面的粗糙程度有关.为了验证以上猜想是否正确,该小组同学利用如图甲所示的装置进行实验,实验数据如表所示.
序号 | 实验条件 | 摩擦力/N | ||
木块的位置 | 表面情况 | 压力/N | ||
1 | 平放 | 木板表面 | 4 | 0.8 |
2 | 平放 | 木板表面 | 6 | 1.2 |
3 | 平放 | 木板表面 | 8 | 1.6 |
4 | 侧放 | 木板表面 | 8 | 1.6 |
5 | 竖放 | 木板表面 | 8 | 1.6 |
6 | 平放 | 木板上铺棉布 | 4 | 1.2 |
7 | 平放 | 木板上铺毛巾 | 4 | 2.0 |
(1)本实验中滑动摩擦力的大小是由弹簧测力计的示数得出的,要使水平拉力的大小与滑动摩擦力的大小相等,木块必须做运动.
(2)由序号1、2、3的实验,可得结论;要验证猜想C,应选择序号是的三组实验.
(3)根据表格数据判断,图乙中图线(填“a”或“b”)表示滑动摩擦力f的大小与接触面积S的关系.
(4)在某次研究摩擦力的实验中,小明仍按图甲将木块置于水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,木块的运动状态和弹簧测力计的示数如表所示.由表可知,在第一次试验中,木块受到的摩擦力的大小为N;在这五次试验中,木块受到的摩擦力大小应该有次是相同的.
试验次数 | 木块运动状态 | 弹簧测力计示数F/N |
1 | 静止 | 0.5 |
2 | 静止 | 0.6 |
3 | 加速 | 0.8 |
4 | 匀速 | 0.7 |
5 | 减速 | 0 |