快速骑自行车,我们会感到空气阻力,而且骑车速度越快,感觉空气阻力越大.由此小华同学猜想:物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小有关.
在一个无风的周末,小华和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上.小华打开汽车天窗,将如图所示装置固定在汽车车顶.爸爸依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小华依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中.根据二力平衡.弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力.
汽车速度v/(m•s﹣1) |
5 |
10 |
15 |
20 |
弹簧测力计示数F/N |
0.1 |
0.5 |
1.1 |
1.9 |
(1)实验装置中用小车而不是木块,并将其放在表面平滑的木板上,目的是为了减小 对实验结果的影响.
(2)分析上表中的实验数据可知,物体运动速度越大,所受空气阻力越 .
(3)实验完毕后,小华又进行了新的思考:空中下落的物体速度会增大,那么从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大,其所受的空气阻力会不会也一直增大?
在老师的指导下,小华知道了:若雨滴所受空气阻力小于重力,则雨滴下落速度继续增大;若下落雨滴所受空气阻力大于重力,则雨滴下落速度减小.
请你根据老师的上述指导和本实验结论并结合所学物理知识分析:一滴质量为5g的雨滴从高空下落时(假设在无风天气,雨滴下落高度足够大),所受到的最大阻力f= N,此后雨滴做 运动(g=10N/kg).
(4)你认为运动物体受到的空气阻力大小还与 有关.(写一种即可)
如图为某自动冲水装置的示意图,水箱内有一个圆柱浮筒A,其重为 ,底面积为 ,高度为 。一个重力及厚度不计、面积为 的圆形盖片B盖住出水口并紧密贴合。A和B用质量不计、长为 的轻质细杆相连。初始时,A的一部分浸入水中,轻杆对A、B没有力的作用。水的密度为 ,g取 。
(1)求A所受浮力的大小 。
(2)求A浸入水的深度 。
(3)开始注水后轻杆受力,且杆对A和B的拉力大小相等。当水面升高到某位置时,B刚好被拉起使水箱排水,求此时杆对B的拉力大小F。
(4)水箱开始排水时,进水管停止注水。为增大一次的排水量,有人做如下改进:仅增大B的面积为 。试通过计算说明该方案是否可行?若可行,算出一次的排水量。(水箱底面积 供选用)
小宸利用一个电池组,两只电流表( 和 ),一个开关,一个阻值为 的定值电阻和若干导线,来测量未知电阻 的阻值,他设计好电路并正确操作,发现 、 的示数如图所示。
(1) 、 的示数 、 分别是多少?
(2)在你不确定电路设计的情况下,请判断电阻 可能的阻值为多少?
一辆汽车在 的牵引力作用下做匀速直线运动, 内行驶了 。求这个过程中:
(1)汽车的速度;
(2)汽车牵引力做的功;
(3)汽车牵引力做功的功率。
用电能驱动的电动汽车,方便了广大市民的绿色出行。某新型纯电动汽车说明书中有如下表格(g取 )
装备质量 |
电池总电能 |
电池输出电压 |
续航里程 |
850kg |
|
240V |
360km |
注意:电池电能剩余20%时必须立即充电 |
请根据表格中的参数解答以下几个问题。计算过程中:车上仅有司机1人,车与人总质量以900kg计;实际可利用的电能以电池总电能的80%计;忽略动力以外的电能消耗。
(1)当汽车以 的速度匀速行驶时,阻力刚好是车与人总重的0.02倍,那么此时的阻力是多少N?
(2)请通过计算判断,电池可利用的电能是否能让汽车以 的速度匀速完成续航里程?
(3)如果汽车匀速行驶时的阻力始终与速度的平方成正比,那么汽车以刚好能匀速完成续航里程的速度行驶时,电池的输出电流是多少A?
用天然气灶烧水时,把质量为 、初温为20℃的水,加热到70℃,此过程中天然气完全燃烧放出的热量为 。已知水的比热容为 。求:
(1)水吸收的热量是多少J?
(2)天然气灶烧水时的热效率是多少?