(3)小红和电动平衡车的总重力:
G总=(m人+m车)g=(40 kg+10 kg)×10 N/kg=500 N,
车对水平地面的压力:
F=G总=500 N,
车对水平地面的压强:
p=FS=500 N525×10-4 m
2=2×10 Pa。 答:(1)平衡车的速度为3 m/s; (2)平衡车的重力为100 N;
(3)小红驾驶平衡车时,车对地面的压强为2×105
Pa。 2.解:(1)木块受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.1 kg×10 N/kg=1 N。
(2)正方体木块的体积:
V4木=(0.05 m)3=1.25×10- m3,
因为木块漂浮,所以G木=F浮=1 N, 因为G木=m木g=ρ木
V木g,所以木块的密度:
ρ
木
=
G木1 N33
gV=-4 m
3=0.8×10 kg/m。 木10 N/kg×1.25×10(3)由于木块漂浮,根据浮力产生的原因可知,木块下表面受到的水的压力:F=F浮=1 N,
木块的底面积:
S=(0.05 m)2=0.002 5 m2,
木块下表面受到的水的压强:
p=F1 NS=0.002 5m2
=400 Pa。 答:(1)木块受到的浮力为1 N; (2)木块的密度为0.8×103
kg/m3
; (3)木块下表面受到的水的压强为400 Pa。
3.解:(1)由图可知,滑轮组中由3段绳子承担重物,则物体上升的速度:v1物=v13车=3
×1.2 m/s=0.4 m/s,
物体由井底拉至井口需要的时间:
t=shv=v=10 m=25 s。 物物0.4 m/s
6
(2)滑轮组的机械效率:
3
W有GhGhG4×10 Nη=====×100%≈66.7%。
W总FsF×3h3F3×2×103 N
(3)由题意可得,汽车受到的阻力:
f=0.05G车=0.05×3×104 N=1 500 N,
汽车匀速直线运动,受到平衡力作用,在水平方向上,汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用,由力的平衡条件可得牵引力:
F牵=F+f=2×103 N+1 500 N=3 500 N。
(4)汽车运动的距离:
s车=3h=3×10 m=30 m,
牵引力做功:
W牵=F牵s车=3 500 N×30 m=1.05×105 J。
答:(1)将物体由井底拉至井口,需要25 s; (2)滑轮组的机械效率是66.7%; (3)汽车的牵引力是3 500 N;
(4)汽车的牵引力做的功是1.05×10 J。
4.解:(1)由图乙可知,高挡功率P高=660 W,t1=10 min=600 s,低挡功率P低=220 W,t2=20 min=1 200 s;
30 min内电路消耗的总电能:
5
W=W1+W2=P高t1+P低t2=660 W×600 s+220 W×1 200 s=6.6×105 J。
U2
(2)由图甲可知,当S1、S2都闭合时,R1、R2并联,电路中电阻较小,由P=可知,电功率较大,为“高RU2
挡”;当S1闭合、S2断开时,电路中只有R1,电路中电阻较大,由P=可知,电功率较小,为“低
R挡”;
由P=UI可得,通过R1的电流:
P低220 WI1= ==1 A。
U220 V
(3)从“低挡”到“高挡”,只是并联了R2,电源电压不变,R1的功率不变,则R2的功率:
P2=P高-P低=660 W-220 W=440 W, U2
由P=可得,电阻R2的阻值:
RU2(220 V)2
R2===110 Ω。
P2440 W
答:(1)30 min内电路消耗的总电能为6.6×10 J;
7
5
(2)饮水机工作时,通过电阻R1的电流为1 A; (3)电阻R2的阻值为110 Ω。
5.解:(1)电动机在10 s内消耗的电能:
W=UIt=380 V×50 A×10 s=1.9×105 J。
(2)物体上升h=1 m,F1移动的距离:
s=4h=4×1 m=4 m,
钢绳拉力F1在10 s内做的功:
W=F41s=1.9×104 N×4 m=7.6×10 J。
(3)由η=W有
W可得,机械效率: 总
η=
W有FW=2hF=F2
, 总1s4F1
物体A所受拉力F2的大小:
F2=4ηF1=4×50%×1.9×104=3.8×104 N。
(4)物体A的重力:
G=mg=4.8×103 kg×10 N/kg=4.8×104 N,
由于物体匀速上升,所以F2+F浮=G,
F4浮=G-F2=4.8×10 N-3.8×104 N=1×104 N,
由F浮=ρ
液
gV排可得,排开水的体积:
VF浮
1×104
N3
排=ρ=1.0×103 kg/m3
×10 N/kg=1 m, 水g因为物体浸没,所以V=V3
排=1 m,
物体的密度:ρ=m4.8×103 kg3V=3
1 m
3
=4.8×10 kg/m。答:(1)电动机在10 s内消耗的电能为1.9×105
J;(2)钢绳拉力F4
1在10 s内做的功为7.6×10 J; (3)物体A所受拉力F4
2的大小为3.8×10 N; (4)物体A的密度为4.8×103
kg/m3
。 6.解:(1)由v=st可得,所需的时间:
t=sv=50 km100 km/h
=0.5 h。 (2)汽车总质量m=1.5 t=1.5×103
kg, 汽车的总重力:
G=mg=1.5×103 kg×10 N/kg=1.5×104 N,
8
汽车受到的阻力是总重的0.08倍,则
f=0.08G=0.08×1.5×104 N=1.2×103 N,
因为匀速通过大桥,所以牵引力F=f=1.2×103
N, 牵引力所做的功:
W=Fs=1.2×103 N×5×104 m=6×107 J。
(3)汽油完全燃烧放出的热量:
Q=mq=4 kg×4.6×107 J/kg=1.84×108 J,
汽油机的效率:
η=W6×107
JQ=1.84×108 J
×100%≈32.6%。
答:(1)所需的时间为0.5 h; (2)牵引力所做的功为6×107
J; (3)汽油机的效率为32.6%。
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