力学电学综合应用题

综合应用题

力学综合

1，按照规定,我国载货的轮胎对地面的压强应控制在,某型号火车部分参数如下表所示,司机师傅在执行一次运输任务时,开着装满沙子的货车在一段平直的公路上以的速度匀速行驶.(取,

自重

车轮个数10

每个轮胎触地面积

车厢容积

(1)车厢内所装沙子的质量是多少?

(2)货车轮胎对地面的压强是多少?是否超载?

(2)若货车在不超载的情况下,在这段公路上行驶时所受阻力为车重的0.03倍,则货车牵引力的最大功率是多少?

答案

解:

(1)沙子的密度,车厢的容积,

由得车厢内所装沙子的质量:

;

(2)货车中沙子所受的重力:

,

车轮对路面的压力:

,

车轮与地面的接触面积,

货车轮胎对地面的压强:

,

因为,所以货车超载;

(3)货车在不超载的情况下,轮胎对地面的最大压强,

由可得,轮胎对地面的最大压力:

,

最大总重:,

此时受到的阻力:

,

因为货车匀速行驶,

所以货车受到的牵引力,

货车牵引力的最大功率:

答:(1)车厢内素装沙子的质量是;

(2)货车轮胎对地面的压强是,货车超载;

(3)货车牵引力的最大功率是

解析

(1)知道沙子的密度、车厢的容积(转满沙子的体积),利用求车厢内所装沙子的质量;

(2)利用求货车中沙子的重力,车轮对路面的压力:等于车和沙子的总重力,

求出受力面积(10个轮子与地面的接触面积),再利用求货车轮胎对地面的压强;和最大压强比较得出是否超载;

(3)货车在不超载的情况下,知道轮胎对地面的最大压强,利用求轮胎对地面的最大压力,可得最大总重,利用“在这段公路上行驶时所受阻力为车重的0.03倍”求

阻力,因为货车匀速行驶,货车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,可求牵引力,再利用求货车牵引力的最大功率.

2，近年来，独轮电动平衡车深受年轻人的喜爱，如图所示，它采用站立式的驾驶方式，人通过身体的前倾、后仰实现驾驶，如表为某型号独轮电动车平衡车的部分数据，则：

质量10kg

轮胎与地面接触面积30cm2

最大速度16km/h

充满电行程24km

（1）该车充满电后，若以最大速度行驶，能行驶的最长时间是多少？

（2）质量为50kg的人驾驶该车，在水平地面上匀速行驶。若所受阻力为总重力的0.2倍，此时该车受到的牵引力是多大？此时该车充满一次电做的功是多大？（2.88×106J）（g取10N/kg）

（3）质量为50kg的人驾驶该车时，车对水平地面的压强是多大？

答案

（1）该车充满电后，若以最大速度行驶，根据v= st可得，能行驶的最长时间：

t= sv = 24km16km/h =1.5h；

（2）人和电动平衡车的总重力：

G总 =( m人 + m车 )g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N，

因为电动平衡车在水平地面上匀速行驶，

所以牵引力：F=f=0.2 G总 =0.2×600N=120N；

（3）车对水平地面的压力：F压 = G总 =600N，

车对水平地面的压强：

p= F压S = 600N30×10−4m2 =2×105Pa。

答：（1）该车充满电后，若以最大速度行驶，能行驶的最长时间是1.5h；

（2）此时该车受到的牵引力是120N；

（3）车对水平地面的压强是2×105Pa 。

解析

【解题方法提示】

已知最大速度和路程，利用v= st 计算时间；

利用G=mg 求出人和电动平衡车的总重力，然后利用阻力和重力的关系求出阻力，再利用二力平衡的条件得出牵引力大小；

车对水平地面的压力等于人和车的总重力，又知受力面积，利用p= FS 计算压强。

3，已知物体的重力势能表达式为 E p =mgh , 动能表达式为 2

k 2

1mv E =

, 其中 m 为物体的质量 ,h 为物体距离水平地面的高度 ,v 为物体的运动速度 ,g 为常

量 , 取 10N /kg 。如图所示 , 高为 h 的光滑斜面固定在水平地面上 , 一质量为 m 的小物块 , 从斜面顶端 A 由静止开始下滑 , 不计空气阻力 , 物块从顶端开始下滑到落地签的瞬间 , 设整个过程中机械能守恒 ( 即机械能保持不变 )

(1)证明：小物块从斜面顶端 A 由静止下滑到底端 B 时的速度2gh v =

(2)若一质量为 0.4kg 的小物体从距离地面 2m 高度的斜面顶端 A 点以 3m /s 的初速度出发，求其到斜面低端 B 时的速度

答案

(1)证明：由题意知 , 小滑块从 A 点下滑到 B 点的过程中 , 机械能是守恒的 ,

则 E A =E B ； 即 02

1mgh 02

+=

+B mv ； 故mgh mv B =2

21 所以2gh v B = ；

(2)小滑块从 A 点运动到 B 点的过程中机械能也是守恒的 , E A =E B ；

即021mgh m 212

A 2+=+

B A mv v ； 所以 A 2

A B 2gh v v +=

()m kg N s m 2/102/32⨯⨯+=

=7m/s

答：(1)证明过程见上面的解析;(2)若一质量为0.4kg的小物体从距离地面2m高度的斜面顶端A点以3m/s的初速度出发，求其导斜面低端B时的速度是7m/s；

解析

（1）小木块下滑过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，故据机械能守恒计算出小木块的速度大小即可；

（2）小滑块从A点运动到B点的过程中机械能也是守恒的，故据机械能守恒的关系分析即可计算。

电学综合

1，如图甲所示是某型号的浴室防雾镜,其背面粘贴有等大的电热膜.图乙是其简化的电路图,表中是该防雾镜的相关数据,请你完成下列问题.

(1)防雾镜防雾的原理是升高镜面温度,防止水蒸气

(2)求防雾镜正常工作时的电流.

(3)经测试,在一个环境下,正常工作,可以使平面镜的平均温度升高

到.求电热膜给平面镜加热的效率[玻璃的比热容为

(4)如图丙所示,小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R,使电热膜的功率能在原功率的之间变化.请求出R的最大阻值.

答案

解:(1)防雾镜防雾的原理是升高镜面温度,防止水蒸气遇冷液化成小水珠;

(2)由可得,正常工作时的电流:

;

(2)平面镜吸收的热量: