10.小梦乘坐竖直升降电梯从一楼到六楼,电梯刚上升时有一种向下沉的感觉,快到六楼时却有一种向上飘的感觉,小梦猜想这种感觉应该与人对电梯地板的压力大小有关,于是小梦把压力传感器放在电梯厢底,将一物体放在压力传感器上,观察电梯上升过程中压力传感器的示数变化,每隔1 s记录一次数据,记录数据如下表所示。

(1)根据上表数据,请在下图坐标纸中画出电梯整个上升过程中压力传感器示数F随时间t变化的图像;

(2)分析图像可知,物体的重力为N,由图像还可以获取的信息有(写出一条即可)。
(1)根据上表数据,请在下图坐标纸中画出电梯整个上升过程中压力传感器示数F随时间t变化的图像;
(2)分析图像可知,物体的重力为N,由图像还可以获取的信息有(写出一条即可)。
答案
解:
(1) 依次在坐标系中描出坐标点(0,10.0)、(1,11.5)、(2,11.0)、(3,10.5)、(4,10.0)、(5,10.0)、(6,10.0)、(7,10.0)、(8,9.5)、(9,9.0)、(10,8.5)、(11,10.0),用平滑曲线将所有点顺次连接,即可得到压力传感器示数F随时间t变化的图像。
(2) 10.0;电梯在4s~7s内做匀速上升运动(答案合理即可)
(1) 依次在坐标系中描出坐标点(0,10.0)、(1,11.5)、(2,11.0)、(3,10.5)、(4,10.0)、(5,10.0)、(6,10.0)、(7,10.0)、(8,9.5)、(9,9.0)、(10,8.5)、(11,10.0),用平滑曲线将所有点顺次连接,即可得到压力传感器示数F随时间t变化的图像。
(2) 10.0;电梯在4s~7s内做匀速上升运动(答案合理即可)
11.如图,某工厂用传送带传送工件,将工件(其重心为O)从图示位置由静止放到水平向右匀速运动的传送带上,则传送带受到的压力F、压强p及工件受到的摩擦力f随时间变化的图像正确的是 () 
答案
C
解析
解:
逐一分析各物理量的变化规律:
1. 传送带受到的压力F:工件对传送带的压力始终等于工件自身的重力,工件重力大小不变,因此压力F为恒定值,不会随时间增大,选项B错误。
2. 工件受到的摩擦力f:工件刚放到传送带上时,相对于传送带向左滑动,受到大小恒定的滑动摩擦力,当工件速度与传送带速度相等后,二者相对静止,摩擦力变为0,摩擦力不会从0开始线性增大,选项A错误。
3. 传送带受到的压强p:根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,压力F等于工件重力保持不变,工件和传送带的接触面积S随工件向右运动逐渐变大,直到工件完全落到传送带上后S保持不变,因此压强p随时间逐渐减小,最终趋于恒定,符合该规律的是选项C,选项D中压强从0开始增大不符合规律,D错误。
逐一分析各物理量的变化规律:
1. 传送带受到的压力F:工件对传送带的压力始终等于工件自身的重力,工件重力大小不变,因此压力F为恒定值,不会随时间增大,选项B错误。
2. 工件受到的摩擦力f:工件刚放到传送带上时,相对于传送带向左滑动,受到大小恒定的滑动摩擦力,当工件速度与传送带速度相等后,二者相对静止,摩擦力变为0,摩擦力不会从0开始线性增大,选项A错误。
3. 传送带受到的压强p:根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,压力F等于工件重力保持不变,工件和传送带的接触面积S随工件向右运动逐渐变大,直到工件完全落到传送带上后S保持不变,因此压强p随时间逐渐减小,最终趋于恒定,符合该规律的是选项C,选项D中压强从0开始增大不符合规律,D错误。
12.全球首个人形机器人半程(约21 km)马拉松在北京举行,“天工Ultra”机器人跑完全程用时约2.7 h,并夺得冠军。已知该机器人的质量为55 kg,双脚站立时与地面的接触面积约为400 cm²。(g取10 N/kg)
(1)“天工Ultra”机器人跑完半程马拉松的平均速度是多少?(结果保留一位小数)
(2)“天工Ultra”机器人双脚站立时,对水平地面的压强是多少?
(1)“天工Ultra”机器人跑完半程马拉松的平均速度是多少?(结果保留一位小数)
(2)“天工Ultra”机器人双脚站立时,对水平地面的压强是多少?
答案
解:
(1) 根据平均速度公式:
$v=\frac{s}{t}=\frac{21\ \mathrm{km}}{2.7\ \mathrm{h}}\approx7.8\ \mathrm{km/h}$
(2) 机器人的重力:
$G=mg=55\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=550\ \mathrm{N}$
机器人双脚站立在水平地面上,对地面的压力等于自身重力:
$F=G=550\ \mathrm{N}$
受力面积单位换算:
$S=400\ \mathrm{cm}^2=4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2$
对水平地面的压强:
$p=\frac{F}{S}=\frac{550\ \mathrm{N}}{4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2}=1.375×10^4\ \mathrm{Pa}$
答:(1)“天工Ultra”机器人跑完半程马拉松的平均速度约为7.8 km/h;(2)机器人双脚站立时对水平地面的压强为$1.375×10^4\ \mathrm{Pa}$。
(1) 根据平均速度公式:
$v=\frac{s}{t}=\frac{21\ \mathrm{km}}{2.7\ \mathrm{h}}\approx7.8\ \mathrm{km/h}$
(2) 机器人的重力:
$G=mg=55\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=550\ \mathrm{N}$
机器人双脚站立在水平地面上,对地面的压力等于自身重力:
$F=G=550\ \mathrm{N}$
受力面积单位换算:
$S=400\ \mathrm{cm}^2=4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2$
对水平地面的压强:
$p=\frac{F}{S}=\frac{550\ \mathrm{N}}{4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2}=1.375×10^4\ \mathrm{Pa}$
答:(1)“天工Ultra”机器人跑完半程马拉松的平均速度约为7.8 km/h;(2)机器人双脚站立时对水平地面的压强为$1.375×10^4\ \mathrm{Pa}$。
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