题目内容


冰壶运动是冬奥会的比赛项目,如图甲所示.冰道的左端有一个发球区,运动员在发球区边沿的投掷线MN将冰壶以一定的初速度推出,使冰壶沿着冰道的中心线PO滑行,冰道的右边有一个圆形的营垒,如图乙所示,以场地上冰壶最终静止时距离营垒圆心O的远近决定胜负,投掷线MN与营垒圆心O的距离是30m.

(1)若冰壶的质量为质量为20kg,冰壶与冰面间的摩擦力为冰壶重力的0.015倍,经15s刚好运动到营垒圆心O处静止,则这段时间冰壶克服摩擦力做功的功率 W.
(2)冰壶由花岗岩凿磨而成,质量为20kg,体积为8×10-3m3,则这种花岗岩的密度为 g/cm3;停在冰面上时冰壶与冰道接触的底面积约为200cm2,冰壶对冰面的压强是 Pa.



试题分析:(1)冰壶受到摩擦力:f=0.015G=0.015mg=0.015×20kg×10N/kg=3N,
根据图示可知,15s冰壶移动的距离为30m,则这段时间冰壶克服摩擦力做的功:W=fs=3N×30m=90J,
则这段时间冰壶克服摩擦力做功的功率:
(2)组成冰壶的花岗岩的密度:

冰壶停在冰面上时对冰面的压强:

考点:功率的计算;密度的计算;压强的大小及其计算.
点评:本题考查了学生对功、密度和压强公式的掌握和运用,知识点多、综合性强,属于中档题型,要求灵活运用所学知识求解.

练习册系列答案
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2007年2月28日,从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴,列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后,某研究小组为探索沙尘暴的威力,进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图,其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝阻值较大,一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在B点接触,有风时细金属丝将偏离竖直方向,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中,知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比,空气密度为1.3kg/m3,沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素,进行了如下的实验研究:

①在含沙量相同条件下,改变风速,记录不同风速下电压表的示数如下:

风速(m/s) 5 10 15 20

电压表示数(V) 0.6 2.4 5.4 9.6

②在风速大小相同条件下,改变风中空气的含沙量,记录不同含沙量下电压表的示数如下:

含沙量(kg/m3) 1.1 2.2 3.3 4.4

电压表示数(V) 2.3 3.5 4.6 5.8

(1)根据上述实验结果,试推导出单位面积上所受到的风力大小的关系式?(设比例系数为k
(2)若(1)中的比例系数k的大小为0.5,已知:车厢的高度为3m,车厢的长度为25m,车厢质量为50t,铁轨间距为1.5m,1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg,请根据(1)中的关系式计算当时的风速至少为多大?

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