人类的祖先钻木取火,为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图所示,将削尖的木棒伸到木板的洞里,用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时,板与棒互相摩擦,机械能转化为内能,而热集中在洞内,不易散发,提高了木棒尖端的温度,当达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体,故受热厚度很薄,木棒受热部分的质量只有0.20g。已知:来回拉一次钻弓需1.0s,弓长为s=0.25m,人拉弓的力为16N,木头比热C=2× 103J/(kg·℃),室温为20℃。问:
(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少?
(2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能,若其中有25%被木棒
尖端吸收,则1s内可使木棒尖端温度提高多少℃?
(3)请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来?
如图是我国自主研发的长航程极地漫游机器人。机器人质量约500kg,装有四条三角形履带,每条履带与地面的接触面积约为1000cm2。今年2月,机器人首次在南极内陆冰盖完成了27km的自主行走。
求:(1)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强为多少?
(2)本次自主行走共耗时30min, 则它的平均速度为多少?
如图所示,电源电压恒定不变,R2的阻值为8Ω,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,小灯泡电阻不随温度改变.若闭合S1、S2,断开S3,小灯泡刚好正常发光,此时电压表的示数为3V,那么:
(1)小灯泡L的电阻为多大?
(2)电压电压为多少?
(3)R1电阻为多大?
(4)若闭合S1、S3,断开S2,并移动滑动变阻器R的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻为多大时,电路的总功率最大,这个最大的功率等于多少?
目前研制的超导限流器,在电流小于某值时,其电阻为零;电流大于某值时,其电阻为一定值.将超导限流器接入电路中,当电流突然变大到大于某一值时,超导限流器瞬间具有一定阻值,保护整个电路.如图甲,是某种超导限流器的电阻随电流变化的关系,如图乙,将该超导限流器和用电器M串联后接在电压为5×104V的高压电源上.求:
(1)当电路中的电流为30A时,用电器M消耗的电功率是多大?
(2)当用电器M短路后,该超导限流器能够保护这个电路,R0不能大于某一值,这个值是多大?
如图所示,电源电压保持12V不变,L是标有“12V 6W”的小灯泡,其电阻不随温度变化,R=20Ω.
(1)当S、S1闭合、S2断开,且P位于滑动变阻器R0的中点时,电流表示数为0.4A.求滑动变阻器R0的最大阻值.
(2)当S、S1、S2都闭合,且P位于a端时,求电流表的示数.
(3)要使电路中的总功率最小,请指出开关S、S1、S2的开闭情况和滑片P的位置,并求出此时的最小功率.
如图,物体重100N,圆柱形容器底面积为400cm2,内盛有65cm深的水,当用图中滑轮组将物体浸没在水中后,容器中水面上升到70cm,物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%(不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力).ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg.求:
(1)物体浸没在水中后,水对容器底增加的压强.
(2)物体浸没在水中时受到的浮力.
(3)若把物体完全拉出水面后,滑轮组的机械效率.