Question

如图是武汉市欢乐谷的双木质过山车．
（1）小明坐在高速运行的过山车上，感到“天旋地转”，这时他是以______作为参照物的．
（2）过山车的小列车首先是依靠电动机将其推上长为50m、高30m的斜面顶端，此后依靠______能和______能的不断转化，沿着轨道穿梭行驶．
（3）如果电动机的输出功率为45Kw，将重为3×10⁴N的乘客和小列车推上斜面顶端需要32s，那么此时斜面的机械效率是多少？电动机对小列车的推力是多少牛？

Answer

（1）在研究机械运动时，假定不动的物体叫参照物．与参照物相比，物体位置有变化，说明物体在运动；物体位置没有变化，说明物体处于静止状态．
（2）影响重力势能的因素有质量和相对高度；影响动能的因素有质量和速度．根据重力势能和动能的变化情况判断能量的转化．
（3）已知重力和高度，根据公式W=Gh可求有用功的大小；再利用公式W=Pt可求总功；利用公式η=可求机械效率的大小；最后利用公式W=Fs可求推力的大小．
【解析】
（1）坐在高速运行的过山车上，感到“天旋地转”，这时他是以自己（或车厢、或座椅）作为参照物的．
（2）过山车的小列车从低处向高处运动的过程中速度越来越小、高度越来越大，动能转化成重力势能；从高处向低处运动的过程中速度越来越大、高度越来越低，重力势能转化成动能．
（3）∵W有用=Gh=3×104N×30m=9×105J，
W总=Pt=45×103W×32s=1.44×106J，
∴η===62.5%，
F===2.88×104N．
故答案为：（1）自己；（2）重力势；动；（3）此时斜面的机械效率是62.5%；电动机对小列车的推力是2.88×104N．