如图所示,一根匀质木棒OA长为3R,重为G。木棒的O端与地面上的铰链连接,木棒搁在柱体上,柱体是半径为R的圆柱体的四分之一,各处摩擦均不计。现用一水平推力F作用在柱体竖直面上,使柱体沿着水平地面向左缓慢移动。求:
(1)在水平推力向左推柱体的过程中,木棒重力的力臂逐渐______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)当木棒与地面的夹角θ=45°时,柱体对木棒的支持力是多少?(____)
(3)请用数学知识推导当木棒与地面的夹角为θ时,柱体对木棒的支持力的数学表达式。(____)
小明家的超市进了一批牛奶,小明仔细观察了牛奶的包装箱(如图所示),对上面的“堆码层数极限”标志产生了极大的兴趣。经查阅,该标志表示“相同包装件在仓储时的最大堆码层数”,即该牛奶箱最大堆码是21层。另外,小明用刻度尺测量了包装箱的尺寸是35 cm×20 cm×15 cm。请回答下列问题:
(1)已知箱中每盒牛奶的包装袋上有“净含量250 mL 275 g”字样,这种牛奶的密度是多少?
(2)若在仓储时堆码层数达到极限21层,则最下层的包装箱受到的压力是多少?它所承受的压强是多少?(g=10 N/kg,保留2位小数)
(3)小明将放在水平地面上的牛奶堆放起来,在3 min 内将15箱牛奶叠放在第一箱上面。请计算小明克服牛奶重力做功的功率。
如图所示,油桶质量为40 kg,油桶高AC为0.8 m,底部直径CD为0.6 m,据此回答:(油桶的重心在几何中心O点,g取10 N/kg)
(1)油桶装满油时,油桶由平放改为竖直放置,油桶底部受到的压强______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)若将平放的油桶沿D点(D点为不动点)竖起,所需的最小力是多少?(____)
(3)在将油桶竖起的过程中需克服重力做多少功?(____)
电梯为居民出入带来很大的便利,小明家住某小区某栋6楼,放学后乘电梯回家.小明查阅资料,了解到出于安全考 虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成:在工作电路中,当 电梯没有超载时,动触点K与静触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,动触点K与静触点B接触,电铃发出报警铃声,即使闭合开关S,电动机也不工作.在 控制电路中,已知电源电压 U=6V,保护电阻 R1=100Ω,电 阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计.
(1)在控制电路中,当压敏电阻 R2 受到的压力 F 增大时,电磁铁的磁性_____(选填“增强”、“减弱”或“不变”).
(2)若小明的体重为400N,他站在静止的电梯上,脚与电 梯地面的总接触面积为0.04m2,则此时小明对电梯地面的压 强为多少?___________
(3)某次电梯正常运行时,测得通过电磁铁线圈的电流为10mA,则此时电梯载重为多少?______
(4)若电磁铁线圈电流达到 20mA 时,刚好接触静触点B,电铃发出警报声.当该电梯厢内站立总质量为 1000kg 的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载?______(g取10N/kg)
如图,图a为测量体重的电子秤原理图,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆ABO,压力传感器,电流表A(量程为0﹣0.1A.转换刻度后可以显示体童大小).其中AO:BO=5:1,已知压力传感器的电阻R与所受压力F变化的关系如图b所示.设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,电源电压恒为3V,取g=10N/kg.计算
(1)如果某人站在该秤踏板上时,电流表的示数为12mA,这个人的体重是多少kg?
(2)该秤能显示的最大体重值是多少kg?
如图所示电路,是某学校楼道自动控制照明系统,已知控制电路电源电压U=4.5 V,电磁继电器线圈电阻R1=5 Ω,滑动变阻器R2最大阻值25 Ω。R3是一光敏电阻,其阻值随“光照度E”的增大而减小,且成反比,其具体关系如下表所示(光照度E的单位是:勒克斯,符号Lx;光越强,光照度越大)。当线圈中电流减小至I0=90 mA时,电磁继电器衔铁被弹簧拉起,启动照明系统,利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时,照明系统内照明灯自动工作。
光照度E/Lx | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 |
光敏电阻R3阻值/Ω | 60 | 30 | 20 | 15 | 12 | 10 |
(1)根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式。(____)
(2)闭合开关,把滑片移到最右端(b端),求照明系统启动时的光照度E0是多少?(____)
(3)保持滑动变阻器滑片不变,如果光照强度E为2 Lx时并保持1 min不变,这段时间内R2消耗的电能是多少?(____)
(4)此自动控制照明系统工作时将______能转化为______能。