题目内容
20．停车难是如今城市普遍存在的问题，图甲是一“路边空中存车亭”；存车时只需40秒就可以把车子“锁上天”．图乙为“存车亭”的工作原理图，其中A为存车架，O为杆OB的转动轴，杆的B端固定悬挂泊车装置，BC为牵引OB杆转动的钢丝绳，M为牵引钢丝绳的电动机．存车时，汽车开到存架上，电动机通过钢丝绳BC将杆OB拉到一定高度固定；取车时，将OB杆放下使存车架落回地面．
请根据以上信息回答下列问题（忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力）：
（1）图乙中的C的作用是改变力的方向．
（2）如图乙所示，小汽车从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中，作用在B点的动力如何变化？
变小．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）“存车亭”遮阳棚上装有太阳能光电板，给蓄电池充电，再由蓄电池给电动机供电．若汽车的质量为1200千克、存车架的重力为8000牛、被提升的高度为3米；光电板平均每小时每平方米面积吸收太阳能为3×105焦，太阳平均每天照射时间为10小时，太阳能最终有10%转化为汽车和存车架的机械能．如果每天需存车的平均次数为10次，忽略下降过程电动机消耗的电能，则光电板的面积至少为多少平方米？
分析 （1）使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向；
（2）OB杆在提升过程，力臂越来越大，当二者方向垂直时，力臂是最大的，拉力最小．
（3）解决此题要计算出有用功和总功，结合太阳能转化为机械能的效率η=$\frac{{W}_{有}}{E}$进行计算．
解答 解：
（1）图乙中使用了定滑轮，定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向；
（2）小汽车从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中，动力的力臂逐渐变大、阻力臂变小（如下图所示），根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 可知，在此过程中作用在B点的动力越来越小．
（3）每天存10次车需要做的有用功：
W有=10×（m车g+G车架）h=10×（1200kg×10N/kg+8000N）×3m=600000J；
由题知，光电板平均每小时每平方米面积吸收太阳能E0=3×105J，
则每天面积为S的光电板吸收的太阳能E=E0tS=3×105J×10×S；
太阳能转化为机械能的效率η=$\frac{{W}_{有}}{E}$，即10%=$\frac{600000J}{3×1{0}^{5}J×10×S}$，
解得S=2m2．
故答案为：（1）改变力的方向；（2）变小；（3）2m2．
点评 此类问题是结合杠杆和受力分析考查定滑轮的作用以及最小力问题．
练习册系列答案
全优点练单元计划系列答案
相关题目
5．
某兴趣小组在研究液体内部压强规律时，他们通过吸管总质量m来比较吸管底部所受液体压强的大小，所用实验器材有：长为0.2米的吸管（底部用蜡封住）、电子天平、酒精（ρ=800千克/米3）、水、未知液体、刻度尺、细沙、柱状容器等．实验时，他们首先在容器内装入足量水，并将适量细沙装入吸管中，用电子天平测出其总质量m．本实验中，他们将该吸管放入水中，如图所示，用刻度尺测出其静止时浸入液体的深度h，记录相关实验数据于表一中．接着，他们把水更换为酒精，重复上述过程，并记录数据于表二中
表一
表二
（1）分析比较实验序号2、4或3、5的数据可得出液体内部压强和液体密度有关．
（2）分析比较实验序号1、2与3（或4、5与6）的数据可得出初步结论是：同种液体，深度越深压强越大．
（3）该小组一位成员把总质量为m0的吸管放入未知液体中，测得其静止时浸入液体的深度为h0（h0＜0.2米），则该未知液体的密度为$\frac{10{m}_{0}{ρ}_{水}}{{h}_{0}}$（用m0、h0和ρ水的代数式表示）．
某兴趣小组在研究液体内部压强规律时，他们通过吸管总质量m来比较吸管底部所受液体压强的大小，所用实验器材有：长为0.2米的吸管（底部用蜡封住）、电子天平、酒精（ρ=800千克/米3）、水、未知液体、刻度尺、细沙、柱状容器等．实验时，他们首先在容器内装入足量水，并将适量细沙装入吸管中，用电子天平测出其总质量m．本实验中，他们将该吸管放入水中，如图所示，用刻度尺测出其静止时浸入液体的深度h，记录相关实验数据于表一中．接着，他们把水更换为酒精，重复上述过程，并记录数据于表二中表一
| 序号 | 液体 | h（米） | m（千克） |
| 1 | 水 | 0.08 | 0.008 |
| 2 | 水 | 0.10 | 0.010 |
| 3 | 水 | 0.12 | 0.012 |
| 序号 | 液体 | h（米） | m（千克） |
| 4 | 酒精 | 0.10 | 0.008 |
| 5 | 酒精 | 0.12 | 0.096 |
| 6 | 酒精 | 0.15 | 0.012 |
（2）分析比较实验序号1、2与3（或4、5与6）的数据可得出初步结论是：同种液体，深度越深压强越大．
（3）该小组一位成员把总质量为m0的吸管放入未知液体中，测得其静止时浸入液体的深度为h0（h0＜0.2米），则该未知液体的密度为$\frac{10{m}_{0}{ρ}_{水}}{{h}_{0}}$（用m0、h0和ρ水的代数式表示）．
6．下列估测最接近实际的是（ ）
| A． | 人的正常体温为38.6℃ | B． | 吃饭用的筷子长度约为0.6m | ||
| C． | 你坐的课桌高约80cm | D． | 一页纸的厚度约为0.01m |
8．下列现象中不属于回声现象的是（ ）
| A． | 在教室里谈话声比操场上听起来大 | |
| B． | 在长铁管一端敲一下，在另一端可以听到2次响声 | |
| C． | 面对大山大喊一声，过一会儿听到同样的声音 | |
| D． | 潜水艇用“声呐”系统来测量距离 |
如图所示，平底玻璃容器的质量是600g，底面积是50cm2，内盛0.8kg的水，水的深度为12cm．将水槽放置在水平桌面上，水槽的厚度不计．求：（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
5．
如图，电源电压为6V保持不变，电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样，电压表量程为0～3V．闭合S，调节滑片P，下列有关说法正确的是（ ）
如图，电源电压为6V保持不变，电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样，电压表量程为0～3V．闭合S，调节滑片P，下列有关说法正确的是（ ）| A． | 电路中电流变化范围是0～0.6A | B． | 电路中最大电阻值是30Ω | ||
| C． | 电压表示数变化范围为2V～0V | D． | 电阻R1消耗的最小功率为0.9W |
