Question

（1）如图1，作为沪汉蓉通道的重要组成部分的合武客运专线，从2009年4月1日起首次开行8对时速为250公里的动车组列车．这种列车的车头采用了如图所示的流线型，可以减小运行时的______．动车组列车采用了“再生制动”技术，即列车在减速过程中，由于列车具有______，继续行驶并带动发电机发电，把______能转化为______能，并返回电网．
（2）如图2所示，三枚大头针插在水平台上，上放一枚硬币，紧贴硬币上表面使劲吹气，发现硬币被抛起来了．这是因为流体的压强与______有关，吹气使硬币上方空气的压强______（填“变大”、“不变”或“变小”）．
（3）小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图3所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压为6V恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A，则电动机线圈电阻为______；电动机的功率为______；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A，则该玩具电动机正常转动时1min产生的热量为______，将电能转化为机械能的效率为______．
（4）如图4所示在F=10N力的作用下，重30N的物体以10cm/s的速度在水平面上匀速直线运动，则拉力F的功率为______；5秒内重力对物体做的功为______．

Answer 1

解：（1）车头采用流线型设计，运行时可以减小摩擦（阻力）；
由于一切物体都具有惯性，所以列车在减速过程中，不能立刻停下，列车由于具有惯性，继续行驶，由于列车继续运动，这样带动发电机发电，此时把机械能转化为电能，并返回电网．
故答案为：阻力（或“空气阻力”、“摩擦力”、“摩擦阻力”等）；惯性；机械（动）；电．
（2）紧贴硬币上表面使劲吹气使硬币上方的空气流速大，压强变小，硬币下方的空气流速小，压强大，硬币受到一个竖直向上的压力差，所以硬币就被抛起来了．
故答案为：流体的速度；变小．
（3）电机不转时：由I=得：R===3Ω；
由焦耳定律可得转动时发出的热量：Q=I²Rt=（0.6A）²×3Ω×60s=64.8J
相同时间内消耗的电能为：W=UIt=6V×0.6A×60s=216J
则机械效率为：η=×100%=×100%=70%．
故答案为：3Ω，12W，64.8J，70%．
（4）拉力F的运动速度为V===5cm/s=0.05m/s，
所以拉力F的功率为P=FV=10N×0.05m/s=0.5W，
物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力对物体不做功．
故答案为：0.5W；0J．
分析：（1）根据“车头采用流线型设计”的造型，利用减小摩擦的方法去分析此题；然后利用惯性知识和能量转化的角度去分析后两个空．
（2）流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小．从硬币的上下空气流动速度不同入手，结合流体压强与流速的关系即可解决此题．
（3）当电机不转时，电机可看作纯电阻，由欧姆定律可求得电阻；由功率公式可求得功率；正常转动时，只能由焦耳定律求出热量，由效率公式可求得机械效率．
（4）此滑轮为动滑轮，拉力F是物体A所受拉力的2倍，拉力F移动的距离是物体A移动距离的一半，所以拉力的速度为物体运动速度的一半，已知拉力F的大小和物体A的运动速度，根据公式P=FV可求拉力的功率，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力对物体不做功．
点评：（1）此题综合了增大或减小摩擦的方法，惯性知识，能量转化的角度等知识点，知道任何物体在任何情况下都有保持原来运动状态的性质是解释惯性现象的关键．
（2）明确硬币上下的空气流速和压强的变化是解题的关键．
（3）在非纯电阻电路中，电功W=UIt及焦耳定律Q=I²Rt分别用来求出消耗的电能和发热量．
（4）本题考查功率和功的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道影响做功的条件是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离，还要注意单位的换算