如图甲所示是我们经常看到的场景,满载木材的货车,车厢尾部没有任何遮挡,一旦货车突然向前加速,木材就可能向后滑出,对后面的车辆造成严重伤害。这引起了小光的思考:只要货车加速,木材就都会滑出吗?
为此他请教了老师,老师解释道:这要看车加速的程度,物理学中用"加速度"这个物理量来描述物体加速的快慢程度,要让物体加速运动,就需要有外力对它作用。要使木材不滑落,必须有其他物体对它施加摩擦力,使它产生和车相同大小的加速度,与车保持相对静止,一起向前运动。
小光将以上情景简化成了如图乙所示的模型,水平车厢中有一根质量分布均匀的木头。
请你根据以上信息解答下列问题:
(1)若木头的质量为100kg,它的重力是多大?(取g=10N/kg)
(2)若车厢长3m,木头长4m,在木头从车厢滑出的过程中,车厢对木头的摩擦力为100N,则这一过程中摩擦力至少对木头做了多少功?(提示:木头重心O在其中点处,当重心滑过车厢尾部,木头会倾倒)
(3)小光查阅资料得知:物体运动时加速度与外力的合力大小关系为: ,a表示加速度,其单位是m/s 2.若货车加速度为1.5m/s 2,请结合上述数据计算说明这根木头是否会滑落。
(4)在甲图场景中,若货车在水平路面上沿直线加速行驶,请指出车厢哪一部分木材最易滑落?并解释为什么另一部分不易滑落?
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?