花样滑冰是一项冬季奥运会比赛项目,这项运动结合了体育运动的力量、技巧,以及舞蹈动作的艺术性。运动员通过冰刀在冰面上划出图形,并表演跳跃、旋转等高难度动作。请阅读后回答下列问题:
(1)运动冰鞋上包含了许多物理道理,如冰刀表面非常的光滑,这是通过 来减小摩擦力,同时冰刀的刀刃做的非常锋利,这是通过减小表面积来 压强(填“增大”或“减小”)。该处的压强会使冰的熔点 (填“降低”或“升高”),从而刀口下的冰熔化成水,对冰刀的运动起着润滑作用,可以减小阻力。
(2)在比赛的过程中,运动员用力向后蹬冰面可加速运动,表明力可以改变物体的 ;以观众为参照物,运动员是 (选填“运动”或“静止”)。
(3)运动员在比赛结束后不能立刻停下来,这是由于人体具有 ,而最终会停止下来,这又是因为 。
阅读短文,回答问题:
过山车
当你在游乐场乘过山车奔驰之际,你是否会想到:过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢?
过山车在开始旅行时,是靠一个机械装置推上最高点的,但在第一次下行后,就再没有任何装置为它提供动力了,从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能.过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值,当它开始下行时,它的势能不断减小,动能不断增大;由于摩擦,损耗了少量的机械能,所以随后的“小山丘”设计得比开始时的“小山丘”低(如图所示).
像所有列车一样,过山车也安装了机械制动装置,使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来.
(1)过山车通过A点向上运动过程中,动能________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)后面的“小山丘”设计得比开始时的“小山丘”低,是由于过山车运动过程中,将部分机械能转化为________;
(3)过山车运行过程中,遇到紧急情况能够准确停下来,是由于________________________________________;
(4)过山车第一次下行后,是利用________作为“发动机”的;在生产与生活中,与过山车利用了相同“发动机”的有________(举一例即可).
“中国山西,晋善晋美”.为了倡导绿色出行,省城太原投放了大量的公共自行车.小明在水平路面上骑行时,人与车总质量约70kg,每个轮胎与地面接触面积约为100cm2.(g=10N/kg)
(1)此时自行车对地面的压强是多少?
(2)若小明以5m/s的速度匀速骑行5min,所受阻力是总重力的0.06倍,求出小明克服阻力做功的功率.
(3)在自行车的构造和使用上利用了很多物理知识,请写出其中一点.示例:自行车的车座做得宽大,是为了增大受力面积,减小压强.
汽车作为一种交通工具在国内已普及,专家提示:汽车轮胎内的气压(胎压)会影响刹车距离.为确保安全,需经常检查胎压.某汽车技术员为了研究胎压对刹车距离的影响,用同一汽车在晴天和雨天环境下,在车速为60千米/时刹车,测试结果如图所示:
(1)汽车质量为1500千克,有4个轮胎,停在水平地面上时,每个轮胎与地面的接触面积为0.025米2.请计算此时汽车对地面的压强.(g取10牛/千克)
(2)根据测试结果,可以得出在两种环境下胎压对刹车距离的影响是________________________________.
(3)胎压对刹车距离的影响主要是胎压不同导致地面对轮胎的阻力不同.该技术员在雨天环境下,对标准胎压的汽车进行测试时,若在刹车过程中汽车受到地面的平均阻力为3000牛,试计算在刹车过程中,汽车克服地面阻力做功多少焦?
如图所示,工人站在水平工作台D上使用滑轮组提升重物M,滑轮A、B的质量均为3kg,滑轮C的质量与A、B不同,工人的质量为57kg.该工人利用滑轮组匀速提升重物M时,对绳端的拉力为F1,功率为P,滑轮A对工作台向下的拉力为FA,工人对工作台的压强为p1;若重物M浸没于水中,该工人利用滑轮组匀速提升水中的重物M,在M出水面之前,工人对工作台的压强为p2,滑轮组的机械效率为η,重物M在水中上升的速度为0.5m/s.已知重物M的质量为120kg,密度为2×103kg/m3,上升的速度始终为0.5m/s,p1︰p2=16︰14.(不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力,g取10N/kg)求:
(1)重物M浸没在水中时所受的浮力F浮;
(2)重物M在空中被匀速提升时,滑轮A对工作台向下的拉力FA和绳端拉力F1的功率P;
(3)重物M在水中被匀速提升时,滑轮组的机械效率η.
问题解决——测量滑轮组机械效率:
小雨用如图所示滑轮组将一个重物A提起,他想知道此时滑轮组的机械效率.现在他身边除了重物A、两个相同的滑轮、细绳外,还有3只相同的小桶和若干相同的小铁钉.
(1)请你推导出测量此时滑轮组机械效率的数学表达式(不计绳重和摩擦);
(2)请你说明测量步骤(请配图说明,图画在方框内).