【题目】阅读下列材料,并解答问题: 现代人提倡“低碳生活”,某公司发明了一种走路时能发电并充电的鞋子﹣﹣充电鞋,这种鞋的后跟鞋装有一个小型涡轮发电机.行走时利用脚跟下落时对鞋跟的下压力压缩鞋跟做功,使小型涡旋转发电,并能给手机、MP3等充电.
如图所示,是一名质量为60kg的成年人走路时提起脚跟的示意图,O点是脚尖与鞋底面的接触点,F1为人抬脚时提起脚跟的力,F2的大小等于人的体重,OA=20cm,AB=5cm.每次脚跟下落时,脚跟对鞋跟的下压力F为F1的1.2倍,并向下压缩鞋跟0.5cm.若人步行时平均步距为50cm,充电鞋发电并充电的效率为15%.
利用充电鞋给标有“3.6V 1000mAh”耗尽电能的手机电池充电,人至少要行走多远的距离?(1000mAh是1000mA的电流供电时能持续工作1h)
【答案】解:人的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N, 由题意知:F2=G=600N,OB=OA+AB=20cm+5cm=25cm,
由杠杆平衡条件得:F1OB=F2OA,
即:F1×25cm=600N×20cm,则F1=480N,
脚跟对鞋跟的压力F=1.2F1=1.2×480N=576N,
人落脚一次压力F所做的功:W1=Fs=576N×0.005m=2.88J,
手机充满电所需能量W=UIt=3.6V×1A×3600s=12960J,
人走路时需要做的功W总= = =8.64×104J,
人每走50cm=0.5m做功2.88J,则做8.64×104J的功需要行走的距离:
s= ×0.5m= ×0.5m=1.5×104m;
答:人至少行走1.5×104m
【解析】由杠杆平衡条件求出力F1 , 然后求出脚跟对鞋跟的压力F,然后由W=Fs求出脚落地一次所做的功;求出给电池充满电需要的能量,求出给电池充满电人需要做的总功,然后求出人行走的距离.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用杠杆的平衡分析法及其应用和功率计算公式的应用的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握作关于杠杆题时的注意事项:(1)必须先找出并确定支点.(2)对力进行分析,从而确定动力和阻力(3)找出动力和阻力的作用线,确定动力臂和阻力臂;功率的计算: P = W/tW 表示功,单位是焦(J). t表示时间 ,单位是秒(s) P表示功率,单位是瓦特(W)1 W= 1 J/s.
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【题目】小张在探究“杠杆平衡条件”实验中,给他提供的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,如图所示,此时应把杠杆左端的平衡螺母向(选填“左”成“右”)调节;
(2)小张将实验数据记录在表中:
次数 | 动力/N | 动力臂/cm | 阻力/N | 阻力臂/cm |
1 | 1 | I0 | 2 | 5 |
2 | 1.5 | 5 | 0.5 | 15 |
3 | 2 | I5 | 1.5 | ▲ |
表格中空缺的实验数据“▲”是 .
(3)小张在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了(只有一个正确答案,选填答案序号). ①减小摩擦 ②多次测量取平均值减小误差
③使每组数据更准确 ④获取多组实验数据归纳出物理规律.
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科目:初中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,质量为500g,密度为4×103kg/m3的合金体.用弹簧测力计吊着合金体,浸在原来装有h=10cm深的水,底面积为250cm2的圆柱形容器中,静止时合金体有 体积露出水面.g=10N/kg,求:
(1)合金体所受的重力.
(2)弹簧测力计的拉力是多少?
(3)将细线剪断,合金体浸没水中静止时,水对容器底部产生的压强是多少(容器中的水未溢出)?
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科目:初中物理 来源: 题型:
【题目】热熔胶是生产中常用的粘合剂,它在常温下是固体,熔化后再冷却就能将物体牢牢地粘合在﹣起.图甲是热熔胶枪(简称“胶枪”)的外形,其内部有两只相同的PTC加热元件,电路如图乙所示,单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示.胶枪扳机松开时,开关Sl断开,开关S2的触片与b触点接通,若此时接通电源,胶枪就进入预热状态,约60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度(170℃~210℃).此后,若扣动扳机,胶枪就进入正常工作状态:固体胶条向前挤压,开关S1闭合,开关S2的触片与a触点接通,枪口冒出温度为170℃~210℃的胶液.在近似计算时,可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同.接通电源120s后,问:
(1)胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多大?
(2)假设胶枪在温度为170℃的条件下工作200s,它产生热量的80%被胶条吸收,在这过程中胶条吸收了多少热量?
(3)胶枪正常工作时的最小电流是多少?
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科目:初中物理 来源: 题型:
【题目】如图1所示,是小华探究“二力平衡条件”的实验.
(1)装置中使用定滑轮是利用它能够的特点.
(2)当左、右两盘中的砝码质量(选填“相等”或“不相等”)时,桌面上的小车处于静止状态,此时小车受到对平衡力作用.
(3)小车处于静止后,保持F1与F2的大小不变,将小车扭转到如图2所示的位置,松手后,小车将(选填“保持静止”或“扭转回来”).这一步骤说明二力平衡时 , 要满足二个力 在上的条件.
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科目:初中物理 来源: 题型:
【题目】用8N的拉力把重为20N的物体以0.1m/s的速度沿斜面底端匀速拉上高为0.4m,长为1m的光滑斜面顶端,则拉力做功的功率为W;若斜面是粗糙的,把物体沿斜面底端匀速拉上顶端,所用的拉力为10N,此时该斜面的机械效率是 .
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科目:初中物理 来源: 题型:
【题目】目前,小汽车已进入寻常百姓家.如图1所示为某汽车公司自动测定油箱内油面高度的电路原理图.其中电源电压恒为12V,R0为定值电阻.A为油量表(实际是一只量程为0﹣0.6A的电流表),Rx为压敏电阻(其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小).关于压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示(汽油的密度为0.71×103kg/m3 , g取10N/kg):
Rx所受汽油的压强值/Pa | 0 | 426 | 852 | 1278 |
Rx对应的电阻值/Ω | 90 | 50 | 30 | 10 |
(1)该汽车油箱是长方体形容器,底面积为0.3m2 , 油箱内汽油高度达到18cm时,油箱即装满,则油箱装满时汽油的质量是多少?
(2)油箱装满时,油量表的示数如图2所示,求定值电阻R0的值.
(3)当油箱内汽油用完时,油量表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值.
(4)为了测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300km的路程,油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,如图3所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少L(1L=1dm3)?
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科目:初中物理 来源: 题型:
【题目】某厂家研制一种以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量为2.5×103 kg,该汽车蓄电池充满电一次,测试时可供汽车以某一速度匀速行驶150km,蓄电池提供给电动机的工作电流为50A,工作电压为300V,汽车受到的阻力为车重的0.04倍.求:
(1)汽车在匀速行驶时受到的牵引力.
(2)若汽车动力装置(包含蓄电池、电动机)的效率为75%,则蓄电池充满一次电,使动力装置储蓄的能量为多少焦?
(3)太阳光照射到电池板上的辐射功率为l000W/m2 , 电池板将太阳能转换为电能的效率为l5%,如果用太阳能电池作为该环保汽车的驱动能源,其它条件不变,求太阳能电池板的最小面积?
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科目:初中物理 来源: 题型:
【题目】如图是一种常见的水性笔,为什么笔的顶端表面设计成圆弧形?当笔尖朝上书写了一会儿,笔尖就无法写出字了,这又是为什么?请用所学物理知识解释这两个现象.
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