学校机器人兴趣小组进行了精准吊装试验。n块长短不一的长方体木-优题课

学校机器人兴趣小组进行了"精准吊装"试验。 $n$ 块长短不一的长方体木块均平放在水平试验平台上，机器人将木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放，如图。已知木块的宽度相同，高度均为 $h = 0.2 m$ ，密度均为 $ρ = 0.5 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，长度分别为 $a_{1}$ ， $a_{2}$ 、 $a_{3} \dots$ ， $a_{n}$ 且长度之比 $a_{1} : a_{2} : a_{y} : \dots : a_{n} = 1 : 2 : 3 : \dots : n$ ， $g$ 取 $10 N / kg$

（1）求吊装前长度为 $a$ 的木块对试验平台的压强；

（2）若该平台够承受的最大压强为 $p = 1.5 \times 10^{4} Pa$ ，平台上最多能叠放几块木块？

（3）若吊装某木块的过程中需克服木块重力做功 $60 J$ ．吊装下一块需做功 $120 J$ ，则再吊装下一块需做功多少？

科目物理题型解答题难度中等

知识点：压强的大小及其计算功的计算

如图1所示是一种测量体重大小的电子体重计。秤盘 $M$ 通过绝缘体与一金属杆相连， $R$ 相当于滑动变阻器，从体重计仪表指针所指的刻度就可以知道人的体重大小。电源电压恒定不变。

（1） $R_{0}$ 的作用是　　；此体重计仪表是　　（选填"电流表"或电压表"）改装而成的。

（2）小华认为图1这种体重计的设计不合理；请说明不合理的原因，并在图2中画出合理的电路图（不增减任何器材）

智能手机给人们的生活带来极大方便，如通信、照相、学习和购物等。利用所学知识解决下列问题。

（1）人们在超市购物付款时只要打开手机扫一扫，就能快速付款，扫二维码时镜头相当于照相机，此时镜头到二组码的距离应满足　　。

（2）手机用充电电池作为电源，如表格是某智能手机电池铭牌。简述手机充电时的能量转化，并计算电池充饱后储存的电能。

可充电锂电池

规格： $3.7 V 2000 mA \cdot h$

充电时，环境温度为 $5^{°} C - 35^{°} C$

生产日期：20171120

（3）智能手机触摸屏相当于一根电阻丝，以水平方向为例，当手指触摸屏时。触摸点 $P$ 相当于手指）将电阻丝分为左右两部分。设左部分的电阻为 $R_{1}$ ，右部分电阻为 $R_{2}$ ，其结构可等效为如图所示电路，电源电压保持不变。当触摸点在水平方向向右移动时，触摸点 $P$ 到屏幕右边缘的距离减小，则 $R_{1}$ 　　，流过 $R_{1}$ 的电流　　（均选填"增大"、"减小"或"不变"）

2018年3月4日凌晨，伯明世界室内田径锦标赛男子60米的决赛中。中国飞人苏炳添以6秒42的成绩打破亚洲纪录揣得银牌，创造了亚洲短跑选手在世界大赛中的最好成绩。

（1）苏炳添在比赛过程中受到的平均阻力与平均速度的关系满足 $F_{阻} = kv$ ．若 $k = 15 N / (m \cdot s^{- 1})$ ，求比赛全程苏炳添的平均速度和克服阻力所做的功（计算结果保留到小数点后一位）。

（2）如果苏炳添的质量是 $70 kg$ ，每只的面积为 $200 c m^{2}$ ．求：苏炳添站在奖台上对台面的压强 $(g$ 取 $10 N / kg)$ 。

（3）如图是苏炳添冲刺的瞬间。请你用所学的物理知识解释苏炳冲到终点时还要继续向前跑一段距离的原因。

图1中叶片转动时，电动机发电使 $LED$ 小灯发光电梯运行有时也会发电，产生的电能一般通过电阻发热而消耗掉。图2中电梯安装的电能回收装置，能将产生的电能回收利用。已知电梯空载时轿厢的质量比配重的小且钢缆的质量可忽略不计。

（1）图1发电的原理是　　；当图2轿厢处于空载　　（选填"上行"或"下行" $)$ 时，电梯将会发电；

（2）图2中电梯在空载匀速下行的某段时间内，电机消耗的电能 $E_{电} = 2 \times 10^{5} J$ ，其转化为电梯机械能的效率 $η = 80 %$ ，配重的重力势能增加了△ $E_{1} = 2.4 \times 10^{5} J$ ．则此段时间内，配重的动能　　（选填"增加""减小"或"不变" $)$ ，并求出轿厢重力势能的变化量△ $E_{2}$ ；

（3）若镇江拥有电梯数 $n = 2500$ 台，每台电梯平均每天消耗的电能 $E = 100 kW \cdot h$ ，在全部安装了电能回收装置后，可节约 $30 %$ 的电能。则这些电梯每天节约的电能相当于完全燃烧多少千克煤所放出的热量？煤的热值取 $q = 3 \times 10^{7} J / kg$ 。

消防员趴在淤泥地上，受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离，这与压强的知识有关。图1模拟受困者双脚站立时的场景，他对水平地面的压强为 $15000 Pa$ ；图2模拟消防员趴在淤泥地上的场景，当受困者完全伏在消防员背上后，消防员与水平地面的接触面积为 $0.5 m^{2}$ ，受困者与消防员的质量分别为 $60 kg$ 和 $50 kg$ ， $g$ 取 $10 N / kg$ 。

（1）求受困者所受的重力；

（2）求图1中受困者双脚与地面的接触面积；

（3）当受困者完全伏在图2中消防员背上后，求消防员对地面的压强。