题目内容

4．如图所示是某帆船运动爱好者运动时的图片，帆船由船体、帆杆、面积为6m2的三角帆和带有万向节的桅杆组成，质量为20kg，依靠风力在海面上行驶．表是不同风速下风能强度值．
平均风速（m/s）51015202530
风能强度（×102J/（m2•s）4812162024
（1）帆船运动爱好者登上帆船时，船体又下沉了0.06m3，则他的体重大约是多少？
（2）某次运动中，船帆承受的风压为50Pa，此时风对船帆的作用力是多少？
（3）在一次海面风速为15m/s的帆船运动中，船受到了380N的水平风力作用，假设船以8m/s的水平速度在海面上行驶，求帆船的风能利用率．

分析 （1）人上船后，由于人的重力，船受到的浮力增加，故人的体重等于船增加的浮力，根据F浮=ρgV排求出浮力即可．
（2）已知船帆的面积和船帆承受的风压为50Pa，利用p=$\frac{F}{S}$即可求得此时风对船帆的作用力．
（3）知道船受到风的推力，求出时间1s内帆船运动的距离，利用W=Fs求风对帆船做的功（有用能量），利用风能强度值求出时间1s内帆船获得的能量（总能量），利用效率公式求帆船的风能利用率．

解答 解：（1）人上船后，由于人的重力，船受到的浮力增加，故人的体重等于船增加的浮力，
G=F浮=ρgV排=103kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N；
（2）由p=$\frac{F}{S}$得，
风对船帆的作用力为F=pS=50pa×6m2=300N；
（3）风的推力每秒做功为W=Fs=Fvt=380N×8m/s×1s=3040J；
由表格中数据知，当v=15m/s时，其风能强度为1200J/（m2s）
帆船每秒获得的风能为E=1200J/（m2s）×6m2×1s=7200J；
帆船的风能利用率为
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{W}{E}$=$\frac{3040J}{7200J}$≈42.2%．
答：（1）他的体重大约是600N；
（2）此时风对船帆的作用力是300N；
（3）帆船的风能利用率为42.2%．

点评 本题考查了学生对阿基米德原理、压强公式、效率公式的掌握和运用，能从表中得出相关信息、知道风推力做功为有用功是本题的关键．

练习册系列答案
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14．如图甲是家用电吹风机的工作原理，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风．

（1）要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于1位置（选填“1”、“2”或“3”）．
（2）某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示，则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是13200 J．
（3）电热丝在工作时的电阻值是91.7Ω．（保留一位小数）
（4）使用几年后，发现电热丝变细，则其电阻变大，它的实际功率将变小．
（5）若电风扇的功率不变，要恢复到原来的热风档功率，应给原来的电热丝再并联一段适当阻值的电热丝（选填“串联”或“并联”）．
15．关于材料和技术的应用，下列说法中正确的是（　　）
A．微波炉是利用电磁波来加热食品的
B．电视机遥控器是利用紫外线来工作的
C．超导体没有电阻，所以不适合做输电线
D．我们日常生活中使用的二极管是由导体制成的
12．如图，物体A重30N，用F等于50N的力垂直压在墙上静止不动，则物体A所受的摩擦力是30N；若F增大，物体A所受的摩擦力不变（选填增大、减小或不变）．
19．如图所示的实验装置中，能用来解释发电机工作原理的是（　　）
A．B．C．D．
9．（1）如图1，一个重可以忽略的气球用绳子系住浸在水中，气球对绳子的拉力3N．试用力的示意图表示气球所受浮力．
（2）根据图2中磁感线方向，标出小磁针的N、S极，并用“+”、“一”分别标出电源的正负极．
（3）为节约电能，地下通道电动扶梯只需在白天且有人时才开启．利用红外线自动开关S1（现场有人，S1闭合；现场无人，S1断开）以及可见光自动开关S2（白天，S2闭合；夜间，S2断开）控制电路，可达到目的．请完成图3电路连接．
16．下列光学现象与规律不相符的是（　　）
A．小孔成像--光的直线传播B．海市蜃楼--光的折射
C．湖光镜月--光的反射D．人面桃花相映红--光的折射
13．下列说法正确的是（　　）
A．做匀速圆周运动的物体运动状态不改变
B．地面的箱子必须用力推才能一直运动，所以物体的运动需要用力来维持
C．同一艘轮船从河里驶入大海时，所受的浮力变大
D．用吸管吸饮料是利用了大气压强
20．下列数据最接近实际情况的是（　　）
A．一本物理课本的质量约为2.5kg
B．人体正常温度约为25℃
C．课桌高度约为160cm
D．正常状态下，人两次心跳的时间间隔大约1s

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