5.为了我们城市更加整洁,某市市政府投放了多辆电动垃圾清扫车,如图所示,清扫车将垃圾扫至车下吸嘴的前方,风机工作时在风道中产生高速气流,能将垃圾通过风道的吸嘴“吸”入垃圾箱内。请回答下列有关问题:

(1)请运用所学的物理知识解释清扫车在作业时,垃圾通过吸嘴被“吸”入垃圾箱内的原因。
(2)清扫车在水平路面匀速前进,不断“吸”入垃圾过程中,清扫车的动能如何变化?写出你判断的理由。
(1)请运用所学的物理知识解释清扫车在作业时,垃圾通过吸嘴被“吸”入垃圾箱内的原因。
(2)清扫车在水平路面匀速前进,不断“吸”入垃圾过程中,清扫车的动能如何变化?写出你判断的理由。
答案
(1)风机工作时,风道中气体流速大,压强小;吸嘴处外部空气流速小,压强大,所以垃圾在内外压强差的作用下,被“吸”入垃圾箱内。
(2)动能增大。清扫车在水平路面匀速前进,速度不变;不断“吸”入垃圾过程中,质量增加,故动能增大。
(2)动能增大。清扫车在水平路面匀速前进,速度不变;不断“吸”入垃圾过程中,质量增加,故动能增大。
解析
【分析】
第(1)问需利用流体压强与流速的关系分析:流体中流速越大的位置压强越小,风机工作时会加快风道内气体流速,使风道内压强减小,而吸嘴外侧空气流速慢、压强大,由此形成压强差,将垃圾压入垃圾箱。第(2)问需根据动能的影响因素判断:动能大小与质量和速度有关,公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$,清扫车匀速前进则速度不变,吸入垃圾会使自身质量增加,据此判断动能变化。
【解析】
(1)根据流体压强与流速的关系:在流体中,流速越大的位置,压强越小。当风机工作时,风道内的气体流速大,压强小;吸嘴外侧的空气流速小,压强大,垃圾在内外压强差的作用下,被“吸”入垃圾箱内。
(2)动能的大小与物体的质量和运动速度有关,公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$。清扫车在水平路面匀速前进,速度$v$不变;在不断“吸”入垃圾的过程中,清扫车的总质量$m$增大,因此清扫车的动能增大。
【答案】
(1)风机工作时,风道中气体流速大,压强小;吸嘴处外部空气流速小,压强大,所以垃圾在内外压强差的作用下,被“吸”入垃圾箱内。
(2)动能增大。清扫车在水平路面匀速前进,速度不变;不断“吸”入垃圾过程中,质量增加,故动能增大。
【知识点】
流体压强与流速的关系;动能的影响因素
【点评】
本题结合生活实际场景,考察流体压强与流速的关系、动能的影响因素两个基础知识点,题目贴近生活,注重知识的应用,难度较低。
【难度系数】
0.7
第(1)问需利用流体压强与流速的关系分析:流体中流速越大的位置压强越小,风机工作时会加快风道内气体流速,使风道内压强减小,而吸嘴外侧空气流速慢、压强大,由此形成压强差,将垃圾压入垃圾箱。第(2)问需根据动能的影响因素判断:动能大小与质量和速度有关,公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$,清扫车匀速前进则速度不变,吸入垃圾会使自身质量增加,据此判断动能变化。
【解析】
(1)根据流体压强与流速的关系:在流体中,流速越大的位置,压强越小。当风机工作时,风道内的气体流速大,压强小;吸嘴外侧的空气流速小,压强大,垃圾在内外压强差的作用下,被“吸”入垃圾箱内。
(2)动能的大小与物体的质量和运动速度有关,公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$。清扫车在水平路面匀速前进,速度$v$不变;在不断“吸”入垃圾的过程中,清扫车的总质量$m$增大,因此清扫车的动能增大。
【答案】
(1)风机工作时,风道中气体流速大,压强小;吸嘴处外部空气流速小,压强大,所以垃圾在内外压强差的作用下,被“吸”入垃圾箱内。
(2)动能增大。清扫车在水平路面匀速前进,速度不变;不断“吸”入垃圾过程中,质量增加,故动能增大。
【知识点】
流体压强与流速的关系;动能的影响因素
【点评】
本题结合生活实际场景,考察流体压强与流速的关系、动能的影响因素两个基础知识点,题目贴近生活,注重知识的应用,难度较低。
【难度系数】
0.7
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