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如图为某型号的房车,该房车在一段平直公路上匀速行驶了56km,用时半小时,车的总...

如图为某型号的房车,该房车在一段平直公路上匀速行驶了56km,用时半小时,车的总质量为3×103kg,受到的阻力为车重的0.1倍,g10N/kg。求:

(1)该房车的行驶速度是多少?

(2)该房车牵引力所做的功是多少?

(3)若这一过程消耗燃油1.5×102m3,求燃油机在这一过程中消耗的总能量是多少?(假设燃油完全燃烧,燃油密度ρ0.8×103kg/m3,燃油热值q4.5×107J/kg)

(4)若将该房车改装成纯电动汽车,则可使二氧化碳排放量由每消耗1kg汽油排放mkg二氧化碳降为零。已知改装后的房车每行驶N公里能耗为EkW·h,请推导出房车的效率表达式。

 

(1) 112 km/h;(2) 1.68×108 J;(3) 5.4×108 J;(4) % 【解析】 (1)该房车的行驶速度 v===112 km/h (2)房车重 G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N 房车受到的阻力 f=0.1G=0.1×3×104N=3×103N 因房车做匀速直线运动,所以牵引力 F=f=3×103N 牵引力做的功 W有用=Fs=3×103N×56000m=1.68×108J (3)由ρ=得消耗燃油的质量 m=ρV=0.8×103 kg/m3×1.5×10-2 m3=12kg 燃油完全燃烧放出的热量(消耗的总能量) W总=Q放=mq=12kg×4.5×107J/kg=5.4×108J (4)房车行驶N km,牵引力做的功 W有用′=Fs′=3×103N×N×1000m=3×106×NJ 消耗的总能量 W总′=EkW·h=E×3.6×106J 房车的效率 η=  
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河南省郏县饸饹面是一道拥有千年历史的传统特色名小吃,以荞麦面制成,不仅味道鲜美,香而不腻,而且有暖胃去寒、保健防病的功能。如图甲所示为我国古代制作饸饹面的工具饸饹床子。使用饸饹床子“压”饸饹时,把和好的面团放进底部装有圆形网眼的圆柱形腔室内,在长杠一端用力向下压,带动木塞挤压面团,面团受力从网眼漏出,不计长杠、木塞的重力。如图乙所示为“压”饸饹示意图,O为支点,A为木塞的位置,B为下压处,已知OA0.3mOB1.2m,圆柱形腔室的底面积为100cm2。某次“压”饸饹时,人对长杠竖直向下的力始终为450N10s内木塞从开始接触面团到下降至最低点的高度为0.15m。试问:

(1)使用饸饹床子“压”饸饹时,饸饹床子的长杠OAB属于________杠杆;

(2)“压”饸饹时,面团受到的压强是多少________

(3)“压”一次饸饹人做功的功率是多大________

 

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转大运是大力士比赛中的一个项目,如图甲所示,长为4 m 的杠杆一端固定并保持水平,将重量300 kg的重物系在距离支点2.5 m的位置,选手将重物抬离地面后,沿顺时针绕圈30 s,杠杆转动角度为180°,如图乙所示:(杠杆重力不计,g10 N/kg,π=3.14

(1)若重物底面积为0.25 m2,则重物放在水平地面上时对地面的压强是多少?

(2)选手要将重物刚好抬离地面,至少需要施加多大的力?

(3)该选手绕圈过程中的平均速度是多少?(计算结果保留2位小数)

 

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如图,使用杠杆提升重物,拉力F竖直向下,重物匀速缓慢上升,相关数据如下表:

物重G/N

拉力F/N

时间t/s

A端上升的竖直距离h/m

B端下降的竖直距离s/m

200

500

0.5

0.4

0.2

 

 

 

 

1)拉力所做的功

2)拉力做功的功率

3)此过程中,该杠杆的机械效率

 

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如图所示,斜面长s=2 m,高h=0.5 m。建筑工人将质量m=40 kg,长度a=50 cm,宽度b=20 cm,高度c=10 cm的长方体模具,用绳子从斜面底端匀速拉到顶端时,用时15 s,沿斜面向上的拉力F=150 N。(忽略绳子重力,g=10 N/kg)。求:

(1)长方体模具的密度;

(2)匀速拉动物体的过程中,拉力的功率;

(3)斜面的机械效率。

 

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小夏利用如图所示的滑轮组,将重量为280 N的物体匀速提升了2 m。已知他自身的重量为500 N,对绳子施加的拉力F=200 N,两脚与地面接触的总面积S=400 cm2.求此过程中:

(1)小夏对地面的压强;

(2)拉力F做的功;

(3)该滑轮组的机械效率;

(4)小夏加快物体匀速上升的速度,则滑轮组的机械效率如何变化?请说明理由。

 

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