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(2012?大庆)如图所示的汽车总质量为1150kg,以72km/h的速度匀速行驶10km,若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍,每个轮胎与路面的接触面积为0.05m2.(g=10N/kg)
求:(1)汽车对路面压强为多少?
(2)汽车行驶过程中克服阻力做了多少功?其功率为多少?
(3)若该汽车热机的效率为25%,如果不考虑热机其他的能量损失,汽油热值为4.6×107J/kg,则该汽车行驶10km过程中需要的汽油质量为多少千克?
分析:(1)汽车对路面的压力等于汽车的重力,受力面积等于四个轮胎与地面接触的总面积,根据P=
F
S
就可以计算出汽车对路面的压强.
(2)知道阻力和重力的关系求出阻力,根据W=FS算出功的大小,利用功率的定义式得到功率的推导式P=FV,由此可以求出汽车的功率.
(3)利用公式η=
W
Q
求出需要的总热量,根据Q=qm变形得m=
Q
q
求出消耗的汽油的质量.
解答:解:(1)汽车总质量为1150kg,对地面的压力F=G=mg=1150kg×10N/kg=11500N;
每个轮胎与路面的接触面积为0.05m2,四个轮胎与地面的接触总面积S=0.05m2×4=0.2m2;
汽车对路面压强:P=
F
S
=
11500N
0.2m2
=57500Pa
答:汽车对路面压强是57500Pa.
(2)汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍,即f=G×0.1=1150N,匀速行驶的距离S=10km=10000m,
∴克服阻力做功W=fS=FS=1150N×10000m=1.15×107J
功率P=
W
t
=
FS
t
=FV=1150N×72×
1
3.6
m/s=2.3×104W.
答:汽车行驶过程中克服阻力做了1.15×107J的功,其功率为2.3×104W.
(3)汽车行驶过程中克服阻力做了1.15×107J的功,汽车热机的效率为25%,由η=
W
Q
得
需要燃烧汽油产生的热量Q=
W
η
=
1.15×107J
25%
=4.6×107J
因此需要汽油的质量:m=
Q
q
=
4.6×107J
4.6×107J/kg
=1kg
答:该汽车行驶10km过程中需要的汽油质量为1kg.
点评:此题是一道综合性的较强的计算题,涉及放在水平地面上的物体对地面压强的计算,功与功率的计算,热机效率的计算等知识点,题目的难度不大,但涉及的知识点较多.
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(1)当细绳松弛,对木块没有拉力时,木块浸入水中的体积为
6×10-4
6×10-4
m3;
(2)向容器内注水(水不溢出)直至细绳对木块的拉力达到最大值,在细绳处于断裂前一瞬间停止注水,此时木块浸入水中的体积为
9×10-4
9×10-4
m3.

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(2012?大庆)在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,某同学利用如图所示器材和步骤a、b、c、d进行了实验探究.请通过观察和比较回答下列问题:

(1)为探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度之间的关系,可利用步骤
a
a
和步骤
c
c
,得出的结论是
压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大
压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大
.
(2)为探究滑动摩擦力的大小与压力大小之间的关系,可利用步骤
c
c
和步骤
d
d
,得出的结论是
接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大
接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大
.
(3)为探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小之间的关系,可利用步骤
a
a
和步骤
b
b
,得出的结论是
摩擦力的大小与接触面积的大小无关
摩擦力的大小与接触面积的大小无关
.
(4)本实验采用的实验方法
控制变量法、转换法
控制变量法、转换法
.

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