精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
5.美国建筑师凯文•朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市(如图所示),漂浮城市装有动力装置,可以移动.该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民.酒店、商店只要是普通城市有的,这里都一应俱全.漂浮城市的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为8.0×108W,请回答下列问题:
(1)假如某班级有平均体重是500N的50位中学生从岸上进入漂浮城市参观,则漂浮城市受到的浮力增加了多少?
(2)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量,漂浮城市在平静的水面上沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变.从某一时刻开始,漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示,漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如图乙所示.
①漂浮城市运动时,从第50s钟到100s钟内牵引力做的功是多少?
②漂浮城市在匀速运动过程中,太阳能转化为机械能的效率为多少?

分析 (1)漂浮城市漂浮在水面上,此时它所受到的浮力等于它的重力,当有50位中学生从岸上进入漂浮城市,则漂浮城市增加的浮力就是50位中学生的重力.
(2)①从速度v与时间t图象乙上看出,在0~50s内物体做加速运动,此时的拉力为24×108N;从v-t图象上看出,50s到100s时物体做匀速直线运动,判断此时物体的运动速度,知道拉力F的大小,从而可利用公式W=Fs=Fvt计算拉力F做的功.
②设时间为t,知道漂浮城市在匀速运动过程中的速度和牵引力F,从而可以利用公式W=Fs=Fvt计算牵引力做的功,知道接收太阳能的功率,可利用公式Q=Pt计算吸收的太阳能,再利用公式η=$\frac{W}{W}$计算太阳能转化为机械能的效率.

解答 解:
(1)因为漂浮城市漂浮在水面上,
所以漂浮城市增加的浮力就是50位中学生的重力,
而G=500N,
所以漂浮城市增加的浮力为:
F=50G=50×500N=2.5×104N.
(2)①从速度v与时间t图象乙上看出,50s到100s时物体做匀速直线运动,物体处于平衡状态,
即物体所受到的阻力大小与拉力F大小相等,
从F的大小与时间t的关系图象甲,50s到100s时,拉力F=8×108N,
由速度与时间图象甲可知,50s到100s时物体做匀速直线运动,v=0.5m/s,
而t=100s-50s=50s,
牵引力F做的功为:
W=Fs=Fvt=8×108N×0.5m/s×50s=2×1010J.
②η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{Fs}{Pt}$×100%=$\frac{Fvt}{Pt}$×100%=$\frac{Fv}{P}$×100%=$\frac{8×1{0}^{8}N×0.5m/s}{8.0×1{0}^{8}W}$×100%=50%.
答:
(1)漂浮城市受到的浮力增加了2.5×104N;
(2)①漂浮城市运动时,从第50s钟到100s钟内牵引力做的功是2×1010J;
②漂浮城市在匀速运动过程中,太阳能转化为机械能的效率为50%.

点评 此题考查了物体漂浮时浮力的计算、速度的计算、功的计算和效率的计算,并且考查了学生对图象问题的分析能力,能从图象中得出相关的信息,然后结合功的计算公式进行计算求解,是中考的热点考题.

练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:选择题

15.2015年男篮总决赛已经结束.运动员在投篮的过程中,蓝球先向上运动到一定高度又落回地面,不计空气阻力,关于蓝球离开手后的运动过程,下列说法中正确的是(  )
A.上升过程中,篮球受平衡力
B.上升过程中,运动员仍对篮球做功
C.下落过程中,蓝球机械能总量增大
D.下落过程中,重力改变了篮球的运动状态

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

16.如图是教科书中一个“观察与实验”栏目的截图.根据图示的实验可以得出浸没在水中的石块受到的浮力为F=G-F,石块密度的表达式为ρ=$\frac{G}{G-F}$ρ.(要求用字母表示有关的物理量)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:解答题

13.按照题目要求作图.

(1)如图甲所示,AO为入射光线,OB为反射光线,请在图上画出平面镜位置.
(2)如图乙所示,箱子静止在水平地面上,画出箱子对地面压力的示意图.
(3)如图丙所示,标出通电螺线管的N极和磁感线A的方向.
(4)如图丁,用笔画线代替导线将部分家庭电路连接完整.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

20.音乐会上正演奏小提琴协奏曲《梁山伯与祝英台》,那优美的音乐的乐声是通过空气传到观众的耳朵里的.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:选择题

10.目前灰蒙蒙的天气让越来越多的中国公众注意到PM2.5细颗粒物.PM2.5指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物.以下按空间尺度由大到小排序正确的是(  )
A.PM2.5   原子   质子   原子核B.PM2.5  原子   原子核   质子
C.原子   原子核   质子   PM2.5D.原子   质子   原子核   PM2.5

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

17.能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱,在我们的生活中,超市收银员使用的条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是半导体 材料(选填“导体”、“半导体”或“超导体”),4G手机无线上网是利用了电磁波 传输信号的.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:解答题

14.电动自行车是大众化的一种交通工具,小俊对家里的电动自行车进行了测试,他骑车在平直的路面上由静止开始运动,获得如图所示的速度v 和牵引力F 随时间t 变化的关系图象.已知匀速行驶时,电动机输入电压48V,输入电流5A.求:

(1)7~12s电动自行车受到的摩擦力是多少?
(2)7~12s电动自行车牵引力做功多少?
(3)电动自行车匀速行驶时,电能转化为机械能的效率为是多少?

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

15.推土机有宽大的履带和锋利的土铲,宽大的履带是为了减小压强,锋利的土铲是为了增大压强.(选填“增大”或“减小”)

查看答案和解析>>

同步练习册答案