要的时间;
(2)首先根据阻力与重力的关系求出阻力,然后根据力的平衡得出牵引力,再利用W=Fs计算牵引力所做的功;
(3)利用P=求出牵引力所做的功,利用W=Gh求出重力做功,二者之差即为阻力做功,再根据W=Fs计算阻力大小。 【解答】解:
(1)沉管隧道中汽车速度为:v1=90m/h=25m/s, 则汽车完全通过沉管隧道需要的时间:t==
=224s。
(2)汽车所受阻力大小为:f=0.05G=0.05×5×104N=2500N, 因为汽车做匀速直线运动,
所以,汽车所受牵引力为:F=f=2500N,
则汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做的功:W1=Fs1=2500N×5600m=1.4×107J。 (3)汽车在引桥上行驶时功率为:P=90W=9×104W,
根据P=可得,牵引力所做的功为:W牵=Pt=9×104W×45s=4.05×106J, 重力做功为W重=Gh=5×104N×40m=2×106J,
阻力做功为W2=W牵﹣W重=4.05×106J﹣2×106J=2.05×106J, 汽车所受阻力大小为f=
=
=2050N。
答:(1)汽车完全通过沉管隧道需要224s;
(2)汽车在沉管隧道中行驶时牵引力所做的功1.4×107J; (3)汽车在引桥上所受阻力大小为2050N。
【点评】此题考查速度、功和功率的相关计算,同时考查了二力平衡条件的应用,属于力学综合题,关键是各种公式的熟练运用。
(2019?内江) 25. (8分)发生意外的民航客机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气装会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,如图所示,人员可沿着斜面滑行到地上。机舱口下沿距地面高度为3m,气囊长为6m。一个质 量为50g的人沿气囊 从出口处下滑到地面的平均速度为4m/s, g=10N/g求
(1)他从出口滑到地面,需要的时间是多少? (2)他从出口滑到地面,重力做功是多少?
26.(8分)(2019?德州)2018年10月24日,港珠澳大桥正式建成通车。如图所示,一辆汽车行驶在其中一段长15m的直桥上,已知:汽车的总质量为1.5t(包括车、车上的人
2
和物品等),轮胎与地面的总接触面积为0.2m,汽车以90m/h的速度匀速通过大桥的这一段路段,行驶过程中受到的阻力为900N.(g取10N/g),求: (1)汽车静止在水平地面时对地面的压强; (2)此过程中汽车牵引力所做的功; (3)此过程中汽车牵引力做功的功率。
【分析】(1)知道汽车质量,利用G=mg求其重力,汽车静止时对地面的压力等于其重
??力,知道受力面积,利用p=求汽车静止时对地面的压强;
??(2)利用二力平衡的条件求出牵引力的大小,然后利用W=Fs可求得牵引力所做的功; (3)利用P=??=【解答】解:
(1)汽车质量m=1.5t=1.5×10g, 其重力:
G=mg=1.5×10g×10N/g=1.5×10N, 汽车静止时对地面的压力: F=G=1.5×10N, 汽车静止时对地面的压强: p=
????43
43
????????=Fv算出汽车牵引力做功的功率。
=
1.5×104??0.2??2=7.5×10Pa;
4
(2)因为匀速通过大桥,所以牵引力F=f=900N,
牵引力所做的功:
W=Fs=900N×15×10m=1.35×10J; (3)汽车牵引力做功的功率:P=
????3
7
=
??????=Fv=900N×
904
m/s=2.25×10W。 3.64
答:(1)汽车静止在水平地面时对地面的压强为7.5×10Pa; (2)此过程中汽车牵引力所做的功1.35×10J; (3)此过程中汽车牵引力做功的功率为2.25×10W。
【点评】本题考查了重力公式、压强定义式、功的公式、功率公式的应用,关键是知道汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力。对于这类综合题目,要快速联想选择相对应的公式进行求解,在计算过程中注意单位要统一。
(2019?丽水)9.(8分)2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车,部分参数如表所示,已知小金质量为60千克,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总
项目 参数
重的0.08倍。 (1)车轮上刻花纹的目的是 ; (2)小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为50厘米2,则骑行的电动自行车对地面产生的压强是多少帕?
最高车速(千/小时) 整车质量(千克) 电动自行车最大功率(瓦)
25 40 400
4
7
(3)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功? (4)若小金骑行过程中电动车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少? 【解答】 (1)车轮上刻花纹,能增大接触面的粗糙度,可以增大摩擦; (2)电动自行车行驶时,对地面的压力:
F=G总=(m车+m人)g=(40g+60g)×10N/g=1000N, 受力面积:
S=50cm2=0.005m2,
电动自行车行驶时对地面的压强: p==
=2×104Pa;
(3)因电动车在水平的路面上匀速行驶时,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,电动车受到的牵引力: F′=f=0.08G=0.08×1000N=80N,
匀速行驶10千米过程中克服阻力做的功:W=F′s=80N×10×103m=8×105J;
(4)根据P===Fv知,
匀速行驶时的车速:v===5m/s。
答:(1)增加接触面的粗糙程度增大摩擦力;
(2)小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为50厘米2,则骑行的电动自行车对地面产生的压强是2×104Pa;
(3)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10千米过程中克服阻力做了8×105J的功;
(4)若小金骑行过程中电动车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为5m/s。
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