题目内容
【题目】地铁的开通大大缓解了城市公交运输的压力。某学校实践活动小组的同学收集到某市地铁机车和公交车在甲、乙区间内运行的相关数据如表。求:
××型号 地铁机车 | 地铁电力 机车功率 103 kW | 平均速度 60 km/h | 牵引力 5×104 N | 额定载客 量500人 |
××型号 公交汽车 | 燃油热值 4×107 J/kg | 平均速度 18 km/h | 牵引力 3 000 N | 额定载客 量40人 |
(1)甲、乙两地铁站相距2.4 km,地铁运行一趟需要多少小时?
(2)地铁机车的效率是多少?(保留三位有效数字)
(3)公交车每千米消耗燃油0.3 kg,公交车热机的效率是多少?
【答案】(1) 0.04 h;(2) 83.3%;(3) 25%
【解析】
(1)由表中数据可知,地铁机车的速度v=60 km/h
由v=得,地铁的运行时间:t=
=
=0.04 h
(2)由P=
得,机车消耗的电能:W电=Pt=103 kW×0.04 h=40 kW·h=1.44×108 J
牵引力做的功W=Fs=5×104 N×2.4×103 m=1.2×108 J
地铁机车的效率:η=
×100%=
×100%≈83.3%
(3)公交车行驶2.4 km消耗的燃油:m=0.3 kg/km×2.4 km=0.72 kg
这些燃油完全燃烧释放的热量Q=qm=4×107 J/kg×0.72 kg=2.88×107 J
由表中数据可知,公交车的牵引力F′=3 000 N
公交车做的功W′=F′s=3 000 N×2.4×103 m=7.2×106 J
公交车热机的效率η=
×100%=
×100%=25%
【题目】小宇用如图甲所示的装置“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,小华记录的部分实验数据如下表:
![]()
序号 | 木块放置情况 | 接触面情况 | 接触面所受压力F压/N | 弹簧测力计示数F拉/N |
1 | 平放 | 木板 | 4 | 1.2 |
2 | 平放 | 木板 | 6 | 1.8 |
3 | 平放 | 木板 | 8 | 2.4 |
4 | 平放 | 棉布 | 6 | 2.4 |
5 | 平放 | 毛巾 | 6 | 2.8 |
(1)在实验操作中,用弹簧测力计沿平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,这样做的目的是_____;
(2)分析序号为1、2、3的三组实验数据可得:滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F压大小的关系式是_____;
(3)通过分析序号为_____的三组实验数据可得:滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关;
(4)某次实验中拉动木块由静止到匀速直线运动的过程中,弹簧测力计对木块的拉力F随时间t的变化图象如图乙所示,其中0﹣3s木块处于静止状态,分析图象可知:要使木块由静止开始运动,至少要用_____N的水平拉力拉木块;如果实验时木块受的拉力是1.8N,下列对木块所处状态的判断,正确的是_____;
A.始终静止 B.始终做匀速直线运动
C.静止或匀速直线运动 D.条件不足,无法判断
(5)实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是_____。