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风压就是垂直于气流方向上单位面积所受到的风的压力.某工科大学的学生研究小组进行了风洞实验,研究风速和风压之间的关系,得到的实验数据见下表:
风速(米/秒)2481216202432
风压(牛/米22.5104090160250360640
(1)试通过对上述实验数据的分析,归纳出风速V与风压P之间的定量关系.
(2)2007年2月28日凌晨1时55分左右,从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴,列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻.据铁路部门设在沿线的测风仪纪录,2月28日2时前后的平均风速为32米/秒,瞬时风速为43.4米/秒.已知每一节车厢重G=2*105N,车厢的高度为h=3米,长度L=25米,宽度d=1.5米,试计算当时的大风对一节车厢施加的最大水平推力有多大?
(3)上述大风能将列车吹翻吗?如果能吹翻,试说明你作出判断的依据是什么?如果不能吹翻,也同样说明理由,并猜测可能是什么因素使列车发生翻转的?在紧急情况下,你能否提出应急措施并作简要说明.

解:(1)根据给出的数据分析可得风压与风速的关系满足
(2)由题意给出的车厢侧面面积为S=LH=75m2
当风速最大时对应风压P==
则最大推力F=PS==88292N
(3)如图

当F的力矩大于重力的力矩时车厢会翻倒,故
风力的力矩:=132438N?m
重力的力矩:=150000N?m
∵MF<MG
∴风不会吹翻车厢.
原理:增大重力力矩或减小推力F力矩,可行措施有:紧急打开火车两边的车窗、或火车上的乘客移动到大风吹过来的那边
答:(1)定量关系为:
(2)风的最大水平推力为88292N
(3)不会吹翻车厢,可行措施紧急打开火车两边的车窗、或火车上的乘客移动到大风吹过来的那边.
分析:(1)根据给出的数据利用数学分析得出网速v与风压P之间的定量关系;
(2)根据(1)得出的结论求解对应大风的风压,再根据车厢的面积求解最大水平推力;
(3)根据车厢的力矩大小关系确定是否可以将车厢刮倒.
点评:正确对物体进行受力分析,能根据力矩关系确定车厢是否吹翻是解决本题的关键.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上运动时的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装了一个压力传感器a和b.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量m=2.0kg的滑块,滑块可无摩擦滑动;两弹簧的另一端分别压在a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出.当弹簧作用在传感器上的力为压力时,示数为正;当弹簧作用在传感器上的力为拉力时,示数为负.现将装置沿运动方向固定在汽车上.汽车静止时,a、b的示数均为10N(取g=10m/s2).
(1)若传感器b的示数为14N,a的示数应该是多少?
(2)当汽车以什么样的加速度运动时,传感器b的示数为零?
(3)若传感器b的示数为-5N,车的加速度大小和方向如何?

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

为了传递信息,周朝设立了邮驿制度,宋朝增设了“急递铺”,设金牌、银牌、铜牌三种,“金牌”一昼夜行 500 里( 1 里=500 米),每到一驿站换人换马接力传递.则“金牌”的平均速度与下列哪个速度相当


  1. A.
    赛马比赛
  2. B.
    成年人步行
  3. C.
    人骑自行车
  4. D.
    磁悬浮列车

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,质量为M的物体靠在粗糙的竖直墙上,物体与墙面的动摩擦因数为μ.现用垂直于斜边的推力F作用于物体上,物体保持静止状态,则物体受到墙面的摩擦力为


  1. A.
    μMg
  2. B.
    μFcosθ
  3. C.
    Mg+Fsinθ
  4. D.
    μFsinθ

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

在“DIS验证牛顿第三定律”实验中,把两个______传感器的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,得到如图所示的图线.
(1)请在上述空格填上传感器名称.
(2)(多选题)根据图线能得出的结论是______
(A) 作用力和反作用力性质相同
(B)作用力和反作用力同时存在同时消失
(C)作用力和反作用力大小相等方向相反
(D)作用力和反作用力分别作用在两个物体上.

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

汽车从车站出发沿直线行驶500s,速度达到20m/s,该过程汽车的V-t图象如图.则在这段时间里汽车行驶位移可能是


  1. A.
    4km
  2. B.
    5km
  3. C.
    8km
  4. D.
    10km

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

物体从静止开始做匀加速直线运动,第2s内的位移是6m,则加速度是________m/s2,经过最初18m的时间是________ s.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律.给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺.
(1)填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):
①小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间t
②用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度a=______.
③用米尺A1相对于A2的高h.设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=______.④改变______,重复上述测量.
⑤以h为横坐标,数学公式为纵坐标,根据实验数据作用作图.如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律.
(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:
①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑.测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度ho.②进行(1)中的各项淐.
③计算与作图时用(h-ho)代替h.
对此方案有以下几种评论意见:
A.方案正确可行
B.方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动.
C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关.
其中合理的意见是______.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了一条较为理想的纸带,已在纸带上每5个计时点取好了一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心,纸带被撕断了,如图所示.请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:
(1)关于打点计时器的时间间隔,下列正确的是______.
A.电源电压越高,每打两个点的时间间隔就越短
B.纸带速度越大,每打两个点的时间间隔就越短
C.打点计时器连续打两个点的时间间隔由电源的频率决定
D.如果将交流电源改为直流电源,打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变
(2)从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的______.(填字母)
(3)打A纸带时,物体的加速度大小是______m/s2,打1点时物体瞬时速度为______m/s,打4点时物体瞬时速度为______m/s.

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