现代社会汽车大量增加,发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器来刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离。从操纵制动器刹车,到车停下来,汽车又要前进一段距离,这段距离叫制动距离。下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离。请回答:
(1)刹车过程中轮胎会发热,这是什么原因?在这个过程中能量是怎样转化的?
(2)利用下表数据,通过计算求出该司机的反应时间大约是多少秒?
(3)分析下表数据可知,汽车制动距离与行驶速度有什么关系?
(4)为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全,在高速公路旁边设置了“雨雪路滑减速慢行”的警示牌,
请简要说明这句话的物理道理。
速度/km·h-1 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
反应距离/m |
7 |
9 |
11 |
15 |
19 |
制动距离/m |
8 |
13 |
20 |
34 |
54 |
我们学习了简单机械知识后知道,使用滑轮组能够省力,可以大大减轻人们的劳动强度.如图甲所示,某人通过滑轮组把一个由铝合金做成的实心圆柱体从水井底部匀速提升到井口,圆柱体的底面积为S,高为L,动滑轮的质量为m,水的密度为ρ,圆柱体的密度是3ρ,忽略绳重及摩擦,不计水的体积变化,请回答下列问题:
(1)若增加动滑轮的个数(其他条件不变),滑轮组的机械效率是变大还是变小?
(2)圆柱体在上升过程中会受到一些力的作用,结合各力之间的关系,在图乙中画出每个力随上升高度变化的图线,并在图线旁注明力的名称(不用标出坐标值).
(3)推导出圆柱体在水中上升时(上表面还没有露出水面)滑轮组的机械效率.
潮汐能是一种可再生的清洁能源.潮汐发电是在海湾或有潮汐的河口建筑一座水坝,形成水库,如图所示,水坝下方有通道,内置水轮发电机组,无论涨潮或落潮,海水经过通道均可推动发电机组发电.有一所电站,发电机组在工作过程中能将20%的水能转化为电能,平均功率达到1.8×l04kW.该电站在某次涨潮前水库的水量为l06m3,涨潮后水库的水量为7×l06m3,并达到最高水位20m.涨潮过程中水流经过通道的平均流量(单位时间内通过的水的体积)Q为3×l06m3/h,海水密度为1.03×103kg/m3,那么在这次涨潮中:
(1)水库底部所受水的压强最大是多少?
(2)水流推动发电机组持续发电多长时间?
(3)水流对发电机组做了多少功?
李强骑着电动自行车以5m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶了300s,假设在此过程中电动自行车的牵引力为200N,求:
(1)电动自行车行驶的路程是多少?
(2)牵引力做功的功率是多少?
小军健身用的拉力器结构如图所示.他用250N的拉力向下拉动拉杆,使200N的配重块在 2s内匀速升高40cm.不计拉杆和绳的重力,g取10N/kg.求:
(1)克服配重的重力所做的功;
(2)拉力做功的功率;
(3)此过程中拉力器的机械效率.
某物理兴趣小组的同学,用酒精给10kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图像,若在6min内完全燃烧了200g的酒精,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),酒精的热值约为3×107J/kg.求:
(1)酒精完全燃烧产生的热量;
(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量;
(3)6min内酒精烧水时的热效率.