汽车正在走进我们的家庭,你对汽车了解多少唧一辆汽车性能的优劣,其油耗标准非常重要,而影响汽车油耗标准最主要的因素是其在行进中所受到的空气阻力.人们发现汽车在高速行驶中所受到的空气阻力f(也称风阻)主要与两个因素有关.第1:汽车正面投影面积S:第2:汽车行驶速度,且已经证明阻力与车速度的平方成正比.
某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下列所列数据:
![]() ![]() ![]() f/N S/m2 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
2.0 |
206 |
464 |
824 |
1291 |
1860 |
2.5 |
258 |
580 |
1032 |
1614 |
2324 |
3.0 |
309 |
696 |
1239 |
1936 |
2788 |
3.5 |
361 |
812 |
1445 |
2258 |
3252 |
4.0 |
412 |
928 |
1652 |
2581 |
3717 |
(1)由上述数据可得出汽车风阻f与汽车正面投影面积S及汽车行驶的速度的关系式为f=_________(要求用k表示比例系数).
(2)由上述数据得出是的大小和单位是________________.
(3)当汽车正面投影面积为3.2 m2,速度为20 m/s时.汽年受到的风阻f=_________.
(4)据推理或猜测,k的大小主要与________、_________等因素有关.
31、物理探究:将两辆相同的小车分别放在两个相同的管道中,然后让速度相等的风和水流分别通过这两个管道2秒钟,小车分别被推动一段距离,实验记录如下表:
流 体 |
风 |
水流 |
小车被推动距离/cm |
0.2 |
68 |
⑴由实验记录可知,在相同的时间内,相同的面积上,小车从两种不同的能源上获得的能量多少 (选填“相同”或“不同”).
在单位时间内,单位面积上从某种能源中所能得到的能量叫做能流密度,这是评价能源优劣的重要指标之一,从实验可知,水能的能流密度比风能的能流密度 (选填“大”或“小”).
⑵若水的流速为v,密度是ρ,质量为m的水在流动时具有的能量(动能)为mv2,请你推出水能的能流密度A的表达式:A= .
如图,一辆货车匀速从山底 开到山顶 。货车重为 ,发动机的功率 保持不变,山坡 长 ,高 为 ,牵引力保持 不变,不计空气阻力。求:
(1)汽车从山底开到山顶所做的有用功。
(2)山坡的机械效率。
(3)汽车在山坡上行驶时的摩擦力。
如图所示的电路,其中 的阻值为 ,电源电压保持 不变,电流表的量程为 ,求:
(1)开关 闭合、 断开时,电流表的示数。
(2)开关 、 都闭合时,保证电流表安全,电阻 的最小阻值。
科技研究小组在实验室模仿工程师做“钢梁承重后的下垂量 ”的测试,他们用厚钢尺制成了一座跨度为 的桥梁(如图甲所示),并设计了一个方便读取“厚钢尺桥梁受压后下垂量”的测试仪,测试仪由压力传感器 与外部电路组成(如图乙所示)。已测得跨度为 时,在一定范围内,其压力 与下垂量 满足关系 , 。已知电源电压不变,当电压表的示数为 时,电流表示数为 。当压力 时,电路中的电流为 ,此时 的功率为 ;当压力 时,电路中的电流为 ,此时R的功率为 ;且 与 相差 。传感器的电阻 与压力 的关系图像是一条直线(如图丙所示),忽略传感器与钢梁自重产生的影响。求:
(1) 的阻值;
(2)当桥梁的下垂量为 时,压力传感器受到的压力;
(3)当压力为零时,电路中的总电阻;
(4) 与 的差值。
如图所示,一个底面积为 的溢水杯放在水平桌面上,溢水口离其底部距离为 。已知弹簧原长为 ,且弹簧每受 的作用力其长度变化 。现将弹簧与底面积为 的实心长方体A和溢水杯底部相连,此时弹簧被压缩,其弹力为 ;向溢水杯加水,当水深为 时,A刚好有一半浸入水中,此时弹簧长为 ;继续向溢水杯加水,直至弹簧所受的弹力不再发生变化(在弹性限度内)。不计弹簧的重力、体积及其所受的浮力,g取 , 。求:
(1)A的重力;
(2)A的一半浸入水中时A所受的浮力;
(3)A的密度;
(4)A的一半浸入水中与弹簧不再发生变化,溢水杯对桌面压强的变化量。
如图所示,质量为200g的小车从斜面顶端由静止下滑,图中显示小车到达A、B、C三处的时刻(数字分别表示“时:分:秒”)。问:
(1)小车通过AB段、BC段的路程分别为多少 ?
(2)小车通过AC段的平均速度为多少 ?
(3)小车重力在BC段所做的功比在AB段所做的功多几分之几?