11. 某汽车发动机输出功率为30kW,以54km/h的速度匀速行驶了4.5km,其间发动机共做功
$9×10^6$
J,汽车行驶时受到的阻力为2000
N.当汽车上坡时,只能保持36km/h的速度匀速行驶,此时汽车发动机的牵引力为3000
N.答案
9×10^6;2000;3000
解析
$v=54\ km/h=15\ m/s$,$s=4.5\ km=4500\ m$,$t=\frac{s}{v}=\frac{4500\ m}{15\ m/s}=300\ s$,$W=Pt=30×10^3\ W×300\ s=9×10^6\ J$;
$P=Fv$,匀速行驶时$F=f$,$f=F=\frac{P}{v}=\frac{30×10^3\ W}{15\ m/s}=2000\ N$;
$v'=36\ km/h=10\ m/s$,$F'=\frac{P}{v'}=\frac{30×10^3\ W}{10\ m/s}=3000\ N$。
$9×10^6$;$2000$;$3000$
$P=Fv$,匀速行驶时$F=f$,$f=F=\frac{P}{v}=\frac{30×10^3\ W}{15\ m/s}=2000\ N$;
$v'=36\ km/h=10\ m/s$,$F'=\frac{P}{v'}=\frac{30×10^3\ W}{10\ m/s}=3000\ N$。
$9×10^6$;$2000$;$3000$
12. 如图甲所示的独轮车是生活中搬运泥土的常用工具,某次搬运泥土时,车体和泥土的总重G= 960N,运泥土时从A点提起独轮车把手.图乙为独轮车被抬起到某位置静止时的示意图.已知AO= 1.2m,OC= 0.3m,OB= 1m.
(1) 独轮车可看作是一个______
(2) 图乙所示位置时,手需要提供的最小动力F为______
(3) 为了使F更小,可以把车厢内泥土适当向______
(1) 独轮车可看作是一个______
省力
(选填“省力”或“费力”)杠杆.(2) 图乙所示位置时,手需要提供的最小动力F为______
240
N;若继续向上抬起,所需最小动力将______变小
(选填“变大”“变小”或“不变”).(3) 为了使F更小,可以把车厢内泥土适当向______
左
(选填“左”或“右”)移.答案
(1)省力;(2)240;变小;(3)左
解析
(1)独轮车支点为O,动力作用在A点,阻力为G作用在C点。阻力臂L₂=OC=0.3m,动力臂L₁=AO=1.2m,因L₁>L₂,故为省力杠杆。
(2)最小动力时动力臂最大,即L₁=AO=1.2m。由杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得,F=G×L₂/L₁=960N×0.3m/1.2m=240N。继续抬起时,阻力臂L₂变小,动力F变小。
(3)泥土向左移,阻力臂L₂减小,由F=G×L₂/L₁知F变小。
(2)最小动力时动力臂最大,即L₁=AO=1.2m。由杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得,F=G×L₂/L₁=960N×0.3m/1.2m=240N。继续抬起时,阻力臂L₂变小,动力F变小。
(3)泥土向左移,阻力臂L₂减小,由F=G×L₂/L₁知F变小。
13. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1) 杠杆在如图甲所示的位置静止时
(2) 如图乙所示,在A点挂2个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂
(3) 如图丙所示,当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为$F_1,$小华保持弹簧测力计的拉力垂直杠杆,将杠杆缓慢拉至虚线位置处静止,此时弹簧测力计的示数为$F_2,$则$F_1$
(1) 杠杆在如图甲所示的位置静止时
是
(选填“是”或“不是”)平衡状态.(2) 如图乙所示,在A点挂2个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂
3
个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码分别同时向远离支点O方向移动一小段距离ΔLₐ、ΔLᵦ,杠杆再次平衡,则ΔLₐ>
(选填“>”“<”或“=”)ΔLᵦ.(3) 如图丙所示,当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为$F_1,$小华保持弹簧测力计的拉力垂直杠杆,将杠杆缓慢拉至虚线位置处静止,此时弹簧测力计的示数为$F_2,$则$F_1$
>
(选填“>”“<”或$“=”)F_2.$保持杠杆在虚线位置平衡,小华又将弹簧测力计沿顺时针方向转至水平线CD位置,转动过程中弹簧测力计的示数将变大
(填变化情况).答案
是;3;>;>;变大
解析
(1) 杠杆静止时处于平衡状态,填“是”。
(2) 设每个钩码重为G,每格长为L。A点距O为3L,挂2个钩码,阻力与阻力臂乘积为2G×3L=6GL。B点距O为2L,由杠杆平衡条件得动力F=6GL/2L=3G,即挂3个钩码。移动后,2G(3L+ΔLₐ)=3G(2L+ΔLᵦ),化简得2ΔLₐ=3ΔLᵦ,故ΔLₐ>ΔLᵦ。
(3) 杠杆水平平衡时,F₁L₁=GL₂。拉至虚线位置,拉力垂直杠杆,动力臂L₁不变,阻力臂L₂变小,由F₂L₁=GL₂'(L₂'<L₂)得F₂<F₁,即F₁>F₂。测力计转至CD位置(水平),动力臂变小,阻力与阻力臂乘积不变,故示数变大。
(2) 设每个钩码重为G,每格长为L。A点距O为3L,挂2个钩码,阻力与阻力臂乘积为2G×3L=6GL。B点距O为2L,由杠杆平衡条件得动力F=6GL/2L=3G,即挂3个钩码。移动后,2G(3L+ΔLₐ)=3G(2L+ΔLᵦ),化简得2ΔLₐ=3ΔLᵦ,故ΔLₐ>ΔLᵦ。
(3) 杠杆水平平衡时,F₁L₁=GL₂。拉至虚线位置,拉力垂直杠杆,动力臂L₁不变,阻力臂L₂变小,由F₂L₁=GL₂'(L₂'<L₂)得F₂<F₁,即F₁>F₂。测力计转至CD位置(水平),动力臂变小,阻力与阻力臂乘积不变,故示数变大。
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