一质量为4t的汽车陷入沼泽地,并且发动机出现了故障.如图所示,在电动机带动下用滑轮组把汽车拉出.设在整个拉出过程中,汽车的运动可看成匀速直线运动,速度为0.5m/s,所受的阻力为2.4×10
4N,移动的距离为4m;电动机的电源电压为380V,电流为50A,电动机提供的拉力F为10
4N.求这个过程中:
(1)滑轮组对汽车所做的有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)电动机消耗的电能.
考点分析:
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近年来,交通部门加大了打击汽车超载超速的力度,这是为了交通安全和延长公路的使用年限.某科技小组对超载超速所引起的影响与危害进行了探究.
课题一:从压强角度分析超载对路面的影响
(1)自重5t、载重10t的满载汽车,对水平路面的压力为多少?(g=10N/kg)
(2)该车前后共有10个轮胎,每个轮胎与地面的接触面积约为O.04m
2,假设汽车超载10t,则对水平路面的压强增加了多少?
课题二:关于超载危害交通安全的研究
(3)为什么要严禁超载?某课题组利用斜面、小球和木块进行研究.让质量不同的小球分别从同一高度静止开始滑下(如图所示),小球经过A点时速度相等.请根据实验现象,用学过的科学知识解释超载存在的安全隐患.
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森林是一巨大的天然“氧吧”,因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气.小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一脸盆装6kg的水,[水的比热容是4.2×10
3J/].水面的表面积为0.1m
2,经太阳垂直照射15min,温度升高了1℃.请计算:
(1)实验时6kg的水吸收了多少热量?
(2)若地表植物接收太阳能的能力与水相等,每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳?
(3)100m
2绿地每秒可以放出多少升的氧气?(设绿色植物在光合作用下每吸收10
3J的太阳能可以放出0.05L的氧气)
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我国“神舟”六号载人飞船顺利升空并安全返回地面,如图所示
(1)返回舱返回地球时,在距地面1.2m高处,反冲发动机向地面喷火,飞船进一步减速,最后落地.请写出这一过程中包含的两个力学知识.
①______;
②______.
(2)飞船返回舱如图甲表面温度能达到上千摄氏度,像个火球似的.为了保证飞船返回舱的安全返回,舱的外壳应该选用导热性能好、______高、______大的钛合金.
(3)“神舟”厕所(如图乙)有与身体接触的两个装置.其形状与人的体形非常相似,它们分别在大便和小便时使用.大便时使用的装置,直径有10cm左右,而小便装置的直径有5cm左右.它们的下面安装了一根长管,通向排泄物收集容器.使用时,航天员需要用手抓住两个装置下面的长管子,并通过对管子用力,使整套装置贴紧身体.样子看起来就像倒过来拿着一个疏通下水道的皮揣,捅向自己的身体.尿液的收集容器另一端与抽风机相连,它的工作原理与吸尘器一样.请解释其中的道理.
(4)我国正在实施“嫦娥工程”,如果宇航员从地球上带走装满水后旋紧瓶盖的一瓶水登上月球,在室外打开瓶盖后会看到什么现象?并说明理由.
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在“测量小灯泡的电阻”实验中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)电路接通后,小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时,电压表的示数也变小了,你认为电路连接中存在的错误是______
(2)在如图方框内画出电路图,并将实物图连接完整.改正电路后,他将测得的数据及计算结果填在下面的表格中:
实验次数 物理量 | 1 | 2 | 3 | 4 |
电压U/V | 2.5 | 2.0 | 1.5 | 1.0 |
电流I/A | 0.30 | 0.26 | 0.22 | 0.20 |
电阻R/Ω | | 7.7 | 6.8 | 5.0 |
小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(保留一位小数).多次改变电压值,同时测出对应的电流,求出灯泡的电阻是否是为了求平均值,减小实验的误差?______(选填“是”或“不是”).
(3)分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的,这说明______.这种现象在生活中也有体现,例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间,灯丝______烧断(选填“容易”或“不容易”).
(4)小明还想测出一段电炉丝的电阻值,可是在连接电路时发现电流表已被烧坏;请你利用现有器材(电压未知的电源、量程
合适的电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、开关各一个,导线若干),帮助小明设计一个不移动电压表就能测出这段电炉丝阻值的电路.把你设计的实验电路图画在虚线框内(电炉丝的符号为“
”).
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交流与评估是科学探究的一个重要环节.某中学的同学,利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后,进行了小 组交流,下表是各小组的实验数据记录:
请你对表中各小组的实验数据进行分析比较,回答下列问题:
实验小组 | 钩码重G(N) | 动滑轮G′(N) | 拉力F(N) | 滑轮组的机械效率η |
1 | 0.5 | 0.4 | 0.35 | 47.6% |
2 | 0.5 | 0.4 | 0.38 | 43.9% |
3 | 1 | 0.6 | 0.62 | 53.8% |
4 | 1 | 0.8 | 0.71 | 46.9% |
5 | 2 | 0.6 | 0.98 | 68.0% |
6 | 2 | 0.8 | 1.06 | 62.9% |
(1)实验中影响滑轮组效率的主要因素是什么?______.
(2)1、2两个小组的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,测出的滑轮机械效率却不同,原因不可能是______
A.滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同 B.测拉力时没有使测力计匀速上升
C.测拉力时拉力的方向没有竖直向上 D.钩码被提升的高度不同
(3)请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议(要求写两点):
①______;
②______.
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