人类从鸟类飞行得到启示发明了飞机,从鱼类游泳得到启示发明了潜艇。某大学两位研究生从蚂蚁身上得到启示,设计出“都市蚂蚁”概念车(如图所示)质量是360kg。这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵。(g取10N/kg)
(1)该车乘载两个总质量为140kg的人静止在水平地面上,轮胎与地面的接触面积总共m2。该车对地面的压强多大?
(2)这款概念车在水平地面上匀速行驶18km所用的时间为0.5h,且在匀速行驶过程中受到的阻力是总重的0.4倍,则该车的速度是多少?此时车受到多大的牵引力?
(3)航模社的同学想将此概念车改进成“水陆两栖车”。若上述乘载两人的概念车要在水面漂浮,且至少有三分之一的体积露出水面,则它的总体积至少为多大(假设车内不进水)?
(1);(2)
,
;(3)
【解析】
(1)该车在水平地面上静止时对地面的压力
对地面的压强
(2)该车的速度
因车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,发动机的牵引力
(3)因车在水面上漂浮,所以,受到的浮力
由得,排开水的体积
因车至少有三分之一的体积露出水面,所以
解得
答:(1)该车在水平地面上静止时对地面的压强为;
(2)该车的速度为,此时车受到
N的牵引力;
(3)它的总体积至少为。
如图所示,是一辆新概念电动汽车,车与人的总质量为800kg,静止在水平地面上时,对水平地面的压强为4Pa,最高时速可达180km/h,此时汽车受到的阻力为车重的0.2倍,q汽油=4.6×107J/kg。求:
(1)该车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是多大_________;
(2)在测试中,该车以最高时速在平直公路上匀速前进230s所消耗的电能与完全燃烧0.5kg汽油所释放的能量相同,则该车的效率为多少_________;
(3)电动汽车在高速行驶的过程中对地面的压力_________(选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是什么______________?
80%减小受到一个向上的压力差
【解析】
(1)车静止在水平地面上对地面的压力等于车的重力,即
由可得车静止在水平地面上时与地面的总接触面积
(2)车在在平直公路上匀速前进,牵引力与阻力是一对平衡力,而受到受到的阻力为车重的0.2倍,则有
匀速前进230s行驶的距离
则牵引力做的有用功
因为消耗的电能与完全燃烧0.5kg汽油所释放的能量相同,则电能
则车的效率
(3)地面给的支持力和车给地面的压力是一对大小相等的相互作用力,当汽车在静止时,在竖直方向上受到重力和地面给支持力作用保持平衡,两个力大小相等;在高速行驶的过程中,车上表面的流速大,压强小,小于车下表面的压强,产生一个向上的压力差,此时汽车在竖直方向上受到重力、地面给的支持力和向上的压力差的作用,所以电动汽车在高速行驶的过程中对地面的压力减小。
答:(1)车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是;
(2)车以最高时速在平直公路上匀速前进230s所消耗的电能与完全燃烧0.5kg汽油所释放的能量相同,则该车的效率为80%;
(3)见解析。
如图所示,外卖小哥使用无人机从地面向高楼阳台送餐。已知无人机质量为2.9kg,外卖质量为0.7kg,无人机先以4m/s的速度竖直上升10s,再水平匀速飞行30m到阳台。求:(g=10N/kg)
(1)无人机匀速上升的过程中,旋翼产生的升力为多大?
(2)整个过程历时25s,则无人机水平飞行的速度为多大?
(3)整个过程中无人机对外卖做功的功率为多大?
(1)36N; (2)2m/s ;(3)11.2W
【解析】(1)因为匀速上升,所以升力与重力是一对平衡力,大小相等,所以升力为
(2)水平飞行的时间为
25s-10s=15s
所以水平飞行的速度为
(3)无人机升高的高度为
所以无人机对外卖所做的功为
功率为
答:(1)无人机匀速上升的过程中,旋翼产生的升力为36N;
(2)整个过程历时25s,则无人机水平飞行的速度为2m/s;
(3)整个过程中无人机对外卖做功的功率为11.2W。
如图中,质量分布均匀的长方体木块静止在粗糙水平桌面,木块的重为G=50N,现用大小为10N的水平推力F作用木块一端,使木块做匀速直线运动。已知木块运动时所受摩擦力与桌面对木块的支持力成正比,比例系数为k(k只与相互接触的两个物体的材料有关):
(1)求木块运动时所受摩擦力及比例系数k的大小;
(2)竖置截面S将木块分成a、b两个等大的长方体,如图乙,求木块在桌面上匀速运动时,a所受摩擦力的大小。(要求用比例系数求)
(1) 10N;0.2;(2) 5N
【解析】
(1)木块在水平面上做匀速直线运动,受到平衡力作用,所以有
则摩擦系数为
(2)将木块分成a、b两个等大的长方体,则a受到的支持力变为原来的一半即
相互接触的两个物体的材料不变,所以k不变,则a所受摩擦力为
答:(1)木块运动时所受摩擦力为10N,比例系数k为0.2;
(2)a所受摩擦力的大小为5N。
如图所示,小华在滑冰场上快速滑行,在10s内滑行80m ,她和冰刀的总质量为40kg,已知每只冰刀与冰面的接触面积为15cm2.问:
(1)小华受到的重力是多大?
(2)小华滑行的平均速度是多大?
(3)小华在单脚滑行时对冰面的压强是多大?当小华双脚站立时,她对冰面的压强怎样变化,简要说明理由.
400N8m/s2.67×105Pa压强变小因为压力一定,受力面积变大,压强变小
【解析】
(1)小华受到的总重力:;
(2)小华滑行的平均速度:;
(3)小华在单脚滑行时对冰面的压力:,单脚滑行时对冰面的压强:
.当小华双脚站立时,她对冰面的压强减小.因为双脚站立时,在压力不变,脚与冰面的接触面积增大.
答:(1)小华受到的重力是400N;
(2)小华滑行的平均速度是8m/s;
(3)小华单脚滑行时对冰面的压强是2.67×105Pa.当小华双脚站立时,她对冰面的压强减小.因为双脚站立时,在压力不变,脚与冰面的接触面积增大.
【点睛】本题考到了重力计算公式,速度的计算,压强的计算以及影响压强大小的因素等等,其中重力计算公式是关键.
本卷还有23题,登录并加入会员即可免费使用哦~
该作品由: 用户刘壮分享上传
可圈可点是一个信息分享及获取的平台。不确保部分用户上传资料的来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系 可圈可点 ,我们核实后将及时进行处理。