6s内做匀速直线运动,由图乙可知此时的拉力F3=50N,因为不计绳重和摩擦,则由F=(G物+G动)得,动滑轮的重力:G动=nF3﹣G物=2×50N﹣80N=20N,在0~2s内,由图乙可知此时的拉力F1=30N,把动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及2股绳子向上的拉力而处于静止状态,由力的平衡条件得,F支+2F1=G+G动,则地面对物体的支持力:F支=G动+G物﹣2F1=20N+80N﹣2×30N=40N,根据力的作用是相互的可知,此过程中重物对地面的压力:F压=F支=40N。
点睛:由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h。(1)由F﹣t图象得出在4s~6s内的拉力F,由v﹣t图象得出重物上升的速度,利用P=
=Fv求出克服重力做功的
功率;(2)由图甲可知,连接动滑轮绳子的股数,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,利用v=求出绳子自由端移动的速度;(3)由丙图可知,物体在4s~6s内做匀速直线运动,由图乙可知此时的拉力,利用F=(G物+G动)求出动滑轮重,此时物体静止在地面上,根据力的平衡条件求出地面的支持力,根据力的作用是相互的,求出对地面的压力。
42.“绿水青山就是金山银山”,为了保护环境,我国大力发展电动汽车车替代传统燃油汽车。表中是某种电动汽车的部分参数,假设车上只有司机一人,质量为60kg,汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的0.04倍,电动汽车充满电后以节电模式匀速行驶20km,电池剩余容量为38kW?h.(g=10N/kg)
求:(1)电动汽车对水平地面的压强____
(2)电动汽车匀速行驶20km,牵引力所做的功_____ (3)电动汽车电能转化为机械能的转化效率______
【来源】【全国市级联考】2018年四川省攀枝花市中考物理试题
【答案】 4.5×10Pa 1.152×10J 80%
57
量为38kW?h; 则此过程中电动汽车消耗的电能为:W总=42kW?h﹣38kW?h=4kW?h=1.44×10J,则电动汽车
7
电能转化为机械能的转化效率:η=×100%=×100%=80%。
点睛:(1)电动汽车对地面的压力等于汽车和人的总重力,根据G=mg解答,然后根据公式p=计算压强;(2)汽车匀速行驶,牵引力与阻力相等,根据W=Fs便可计算出牵引力做的功;(3)汽车消耗的电能等于电池容量与剩余容量之差,牵引力做的功与消耗电能之比便为电动汽车电能的转化效率。
43.如图所示为某品牌四旋翼无人机,该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能,下表是该无人的部分参数:
在某次火灾中,该无人机参与火情的勘测,它先以最大速度匀速直线上升,且达到60m高处时,再以最大速度水平匀速直线飞行到达1.6km远处的火场上空。若无人机整个过程四个电动机同时工作,电动机将电能转化为机械能的效率为90%,假设无人机以最大速度匀速直线上升时,受到的阻力大小为10N,通过计算回答下列问题:(g取10N/kg)
(1)无人机从起飞到火场上空,这一过程共耗时多少秒____?
(2)无人机到达火场上空后,悬停观测10分钟,则10分钟内电动机消耗多少电能____? (3)无人机以最大速度匀速直线上升60m,这个过程中消耗多少电能____?
【来源】2018年甘肃省白银市、凉州市、张掖市中考物理试题 【答案】 110s 1.2×10J 2000J
5
由η==90%可得消耗的电能:W电==2000J。
点睛:(1)利用s=vt求出匀速上升需要时间、水平匀速直线飞行时间,进而求出起飞到到达火场需要时间; (2)求出悬停时电动机总功率(4个电动机),利用W=Pt求悬停时消耗电能;(3)无人机上升过程
的升力等于重力加上阻力,利用W=Fs