分析 (1)知道窗框的长和宽,根据S=LD求出窗面的面积,又知道气窗与竖直墙面成37°角,
根据S′=Scos37°求出其在竖直方向的等效面积,知道风压F风=I0S′求出气窗窗面受到的风的等效水平压力;
(2)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2求出撑杆对气窗的支持力,然后根据作用力与反作用力求出撑杆受到的压力;
(3)先求出重心上升的高度,根据W=Gh求出把此气窗推开37°角需做的功.
解答 解:(1)气窗的面积:
S=LD=0.8m×0.5m=0.4m2,
气窗在竖直方向的等效面积:
S′=Scos37°=0.4m2×0.8=0.32m2,
则气窗窗面受到的风的等效水平压力:
F风=I0S′=50N/m2×0.32m2=16N.
(2)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,
即:F杆D=F风$\frac{D}{2}$cos37°+mg$\frac{D}{2}$sin37,
解得:F杆=24.4N.
根据作用力和反作用力可知,
撑杆受到的压力F杆′=F杆=24.4N.
(3)当气窗竖直时,重心离窗框上边缘的距离:
h1=$\frac{D}{2}$=$\frac{0.5m}{2}$=0.25m,
当把此气窗推开37°角时,重心离离窗框上边缘的竖直距离:
h2=$\frac{D}{2}$cos37°=$\frac{0.5m}{2}$×0.8=0.2m,
所以重心上升的高度:
h=h1-h2=0.25m-0.2m=0.05m,
则需要做的功W=Gh=mgh=6kg×10N/kg×0.05m=3J.
答:(1)气窗窗面受到的风的等效水平压力为16N;
(2)撑杆受到的压力24.4N;
(3)在无风的日子里,不考虑摩擦阻力,则把此气窗推开37°角至少需做3J的功.
点评 本题主要杠杆的平衡条件、功的计算等知识,关键是利用题目中的条件去分析物理情景并建立物理模型,学会利用平时所学的物理知识去解决实际问题,具有很大的难度.
科目:初中物理 来源: 题型:解答题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 只要物体在振动,我们就能听到声音. | |
B. | 发音齿轮转动越快,击打纸片发出声音的音调越低 | |
C. | 人耳听不到次声波,是因为响度太小 | |
D. | “闻其声而知其人”是根据音色来辨别的 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 汽化 液化 | B. | 液化 汽化 | C. | 熔化 液化 | D. | 液化 凝固 |
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科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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