Question

（8分）2014年全面施工的龙岩大桥建成后，将超过法国的本艾因大桥成为世界上最重的转体结构大桥，其效果图如图甲所示。高架桥限速60km/h，主桥长340m，引桥总长1449m。

（1）为监控龙岩大桥上行驶的车辆是否超速，可以在桥面布点安装工作原理如图乙所示的传感电路。传感器A、B采集车辆经过它们正上方时的时间间隔t给计算机系统进行处理，若超速，则启动违章拍照。若L0=10m，试计算t小于多少秒时，系统启动架设在桥面上方的照相机C对超速车辆拍照。

（2）假设一辆轿车从一侧引桥驶入龙岩大桥。

①若轿车在正桥水平桥面上急速行驶，则根据轿车呈现的流线型外形可判断，轿车对桥面的压力　 　　（填“大于”、“等于”或“小于”）轿车的总重，其解释原理是气体的流速越大的地方，气体的压强就越　　 。

②若轿车以80kW的恒定功率通过一侧引桥用时50s，则轿车通过该引桥时所做的功是多少焦耳？

（3）物理学中常把实际的研究对象抽象为“物理模型”，引桥可以看作是斜面机械模型。如图丙所示，若斜面的高度H一定，斜面的长度Ｌ可以改变，试推导：在不考虑摩擦时，用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端，Ｌ越长，F越小。

 

Answer 1

（1）t小于0.6s时，系统启动架设在桥面上方的照相机C对超速车辆拍照．

（2）①小于；小；②轿车通过该引桥时所做的功是4×106J．

（3）推导：∵W总=FL，W有用=GH，∴在不计摩擦的情况下，W总=W有用，

即：FL=GH，由此可知：当G、H一定时，L越大，F就越小．

【解析】

试题分析：（1）由题意可知：车速不能超过，通过的路程s=10m，则时间，即：时间间隔应小于0.6s，即可启动违章拍照．

（2）①流体压强与流速的关系是：流速大的位置压强小，流速小的位置压强大。由题意知，轿车呈现的流线型外形使其在快速行驶过程中，车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速，故车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强，形成了向上的升力，从而使得轿车对地面的压力小于车的重力。②由题意可知：轿车的功率P=80kW=80000W，所用时间t=50s：则轿车通过该引桥时所做的功W=Pt=80000W×50s=4×106J．

（3）推导：由题意可知：拉力F做的功W总=FL，克服物体重力做的功W有用=GH，由功的原理知在不计摩擦的情况下有W总=W有用，即：FL=GH，由此可知：当G、H一定时，L越大，F就越小．

考点：流体压强与流速的关系，功的原理，速度、功的相关计算