2023年中考物理高频考点突破——压力和压强的综合计算
1.如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车,其满载时的质量为600kg,每个车轮与沙滩接触的面积为500cm2,卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动,10min行驶6km,它的发动机功率恒为11.5kW.
(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多少帕?
(2)此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛?
(3)该卡丁车以汽油为燃料,若在这次行驶中消耗汽油0.6kg,求该卡丁车汽油机的效率.(q汽油=4.6×107J/kg)
2.如图所示,人的重力为850N,双脚与地面接触面积为250cm2,用滑轮组拉着重210N的物体沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s.人对绳子竖直向下的拉力为100N,求:
(1)物体上升的高度;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)人对地面的压强.
3.庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行,图中093改进型攻击核潜艇于2019年4月27日公开亮相,进行了战略巡航.该潜艇最大核动力功率为2.8×104kW,完全下潜到海面下后的排水量为6.8×103t(取海水密度ρ=1×103kg/m3、g=10N/kg).问:
(1)该潜艇悬浮时,其上一面积为0.05m2的整流罩距海面深度为200m,此时整流罩受到海水的压力为多少?
(2)若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为80%,该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时,受到的水平推力为1.6×106N,此时潜艇的巡航速度为多少?
(3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为1.5×103m3,此时潜艇的总重量是多少?
4.人工智能逐渐融入我们的生活.如图所示,某餐厅的送餐机器人的质量为40kg,它与地面的接触面积为0.01m2.
(1)求送餐机器人的重力;
(2)送餐机器人的外壳是由玻璃钢材料制作的.有一小块玻璃钢材料的质量为90g,体积为50cm3,求该材料的密度;
(3)若送餐机器人托着3kg的物体,求此时机器人对水平地面的压强.
5.小明家有一艘玻璃钢海钓船,底部平直,其参数如表所示(柴油热值q=4.3×107J/kg,g=10N/kg).
(1)不出海时,空船放置在水平沙滩上,船底与沙滩的接触面积为2m2,求船对沙滩的压强.
(2)小明一家人某次出海钓鱼,人员和钓鱼装备共300kg,船匀速直线行驶4.3km,船受到的阻力为总重力的0.5倍,发动机的实际输出功率为12kW、消耗柴油1kg(假设柴油完全燃烧).求:船行驶的速度和发动机的效率.
6.水平桌面上放置一轻质圆筒,筒内装有0.2米深的某液体,如图(a)所示.弹簧测力计悬挂底面积为 10-2 米 2、高为0.1米的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数 F与圆柱体浸入液体深度 h 的关系如(b)所示.圆筒的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,圆柱体不碰到筒底.
(1)若 F1=9.8 牛,F2=1.96牛,求圆柱体浸没时所受浮力F浮;筒内液体的密度ρ液.
(2)圆柱体未浸入时筒底受到的液体压强p液.
(3)若轻质圆筒的底面积为2S,筒内液体深度为2h,液体密度为ρ,圆柱体底面积为 S、高为h,求圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强 p桌.(用字母表示)
7.如图,“长春”舰满载时排水量为7.5×106kg,吃水深度6m,(海水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)满载时,“长春”舰受到的浮力有多大?
(2)“长春”舰底20cm2的面积上受到海水的压力是多少?
(3)“长春”舰以36km/h的速度匀速航行1h,海水平均阻力为1.0×106N,则这一过程中军舰发动机的总功率为多少?
8.将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料.杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图象如图o饮料出口的横截面积S1=0.8cm2,饮料流出的速度v = 50 cm/s,杯高H= 10 cm,杯底面积 S2=30 cm2 ,g 取 10 N/kg.
(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?
(2)饮料的密度为多大?
(3)设杯底与杯座的接触面积也为S2,饮料持续流入空杯5 s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
9.一辆挂有绿色号牌的四轮电动汽车,以54km/h的速度在水平地面沿直线匀速行驶了6min,行驶时所受阻力为自重的0.05倍(g取10N/kg)求:
(1)电动汽车在6min内通过的路程.
(2)已知该车静止时对地面的压强是1.5×106Pa,每个轮胎与地面的接触面积为20cm2,求空车的质量.
(3)在水平地面匀速行驶的过程中,该电动汽车牵引力做功的功率.
10.如图甲是一种电热加湿器,其原理如图乙所示.闭合开关,当电热丝R1将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出,增加空气的湿度.当加热仓中的水对底部的压强减少到一定程度时,注水阀门便会自动打开从储水箱中注水.加湿器的工作电压为220 V,最大功率为40W,加热仓中的最大水深为10cm,气雾调节器R2的阻值范围是0-1210Ω.
(1)求电热丝R1的阻值;
(2)加热仓中注满水时仓底受到的压强是多少
(3)若加热仓以最大功率工作时的效率为84%,那么将加热仓中质量为30g、温度为20℃的水加热到100℃需要多长时间 【c水=4.2×103 J/(kg℃)】
11.高速路的广泛应用使人们的出行更加便捷.放假期间,铭铭与家人乘坐高铁从葫芦岛到沈阳游玩.如图是他们乘坐的“和谐号”高铁列车,下表是它的部分参数(g=10N/kg)
满载时总质量 1000t
车轮与铁轨接触总面积 0.8m2
最高时速 360km/h
(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压强是多少?
(2)葫芦岛至沈阳的路程为270m.若列车以最高时速行驶,从葫芦岛到沈阳需要多长时间?
(3)列车从葫芦岛到沈阳实际运行1.5h,设列车在水平轨道上做匀速直线运动,所受阻力是其满载时重力的0.01倍,此过程中牵引力的功率是多少?
12.某容器放在水平桌面上,盛有足量的水,现将体积为1.25×10-4 m3,质量为0.4kg的实心正方体放入水中,正方体不断下沉,直到沉底,如图所示.知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)正方体受到的重力的大小;
(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小;
(3)容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强.
13.星期天,小强同学参加社区举办的“体验日”活动中,体验了一回送水工的工作,将一桶20 kg的饮用桶装水搬到五楼的张爷爷家.求:(g=10N/kg)
(1)桶中水的重力是多少?
(2)小强同学质量为40kg,桶重不计,每只脚与地面接触面积约0.025m2,当他扛起这桶水双脚站立时,他对水平地面的压强是多大?
(3)小强同学将水从一楼搬到12m高的五楼用时2min,小强对水做功的平均功率是多少?
14.如图是新概念卵形汽车Pivo,车与人的总质量为800kg,静止在水平地面上时,对水平地面的压强为8×104Pa,最高时速可达180km/h.求:
(1)该车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是多大?
(2)若该车以最高时速沿平直公路进行测试,匀速前进时的阻力是人车总重的0.2倍,则此时该车牵引力的功率为多少?
(3)在测试中,该车以最高时速在平直公路上匀速前进23km所消耗的电能与完全燃烧1kg汽油所释放的能量相同,则该车的效率为多少?( q汽油=4.6×107J/kg, g取10N/kg )
15.2018年5月13日,中国首艘国产航母001A型航空母舰离开大连港码头,开始海试.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)请问:
(1)航母001A设计排水量6.7×104t,那么它满载时受到的浮力是多少?
(2)海面下8m处的压强是多少?
(3)一位体重为600N的歼15舰载机飞行员,每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2,则他双脚站立时对甲板的压强是多少?
16.在2018上海国际新能源汽车展上,各款车型争奇斗艳.参展的新能源汽车大部分为电动汽车,其动力主要来源于电动机,如图所示是一款新型电动汽车,请你根据下面的数据进行计算:
(1)若汽车质量为960kg,每个轮胎与地面的接触面积为200cm2,汽车静止在水平地面上时,它对地面的压强多大(g=10N/kg)
(2)该电动汽车内部的电池电压为75V,额定电流为100A,电动机工作时可以把80%的电能转化为动能,汽车以额定功率匀速行驶,当速度为36km/h时,所受平均阻力是多少?
(3)普通汽车把汽车燃烧能量转化为动能的效率为25%.如果电动汽车以36km/h的速度在额定功率下匀速行驶100km,与普通汽车相比大约可以节省多少汽油?(汽油的热值是q汽油=4.6×107J/kg,结果保留一位小数)
17.一辆重为2×104N的电动汽车,以恒定功率50kW在平直的公路上匀速行驶3km,用时3min.已知汽车在行驶中所受阻力为车重的0.1倍,汽车轮胎与地面接触的总面积为0.5m2.求:
(1)汽车对地面的压强;
(2)汽车的牵引力所做的功;
(3)汽车发动机的机械效率(计算结果保留一位小数).
18.如图是一个敞口圆台形容器受到的重力为5N,底面积为25cm2,将质量为500g的水倒入容器中水的深度为10cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg.求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)容器对桌面的压强;
(3)若将体积为50cm3,质量为40g的正方体木块放入容器中的水中,木块静止时受到的浮力(木块放入容器的过程水均水未溢出).
19.交通部门为了对高速公路上的通行情况实时监测,通常用无人机进行航拍.如图为某型号无人机,整机质量为1.8kg,最大上升速度6m/s,停放时与水平地面总接触面积是20cm2,无人机上的摄像机拍摄速度为11000帧/s.(g取10N/kg)
(1)无人机停放在水平地面时,对地面产生的压强是多大?
(2)无人机竖直向上爬升60m用时15s,则此过程中无人机克服重力做功的功率是多大?
(3)无人机在限速为120km/h的高速公路上空对某轿车进行监测拍摄,在轿车通行0.8m的过程中拍摄了220帧,通过计算判断该轿车是否超速.
20.随着生活水平的提高,很多家庭在假日里选择自驾游,在轿车后拖挂房车(如图甲所示),使得旅行更加舒适方便.图乙为简化图.其中轿车总重为2×104N,车轮与地面的总接触面积为1000cm2,轿车匀速行驶时拉房车的力为760N,轿车受到的阻力为总重的0.1倍,该轿车在平直公路上匀速行驶100km.(汽油热值q=4.6×107J/kg)
(1)当轿车静止在水平地面上时,它对地面的压强为多大?
(2)该轿车在整个行驶过程中,牵引力做了多少功?
(3)若该轿车发动机的效率为40%,请求出该过程中消耗了多少汽油?
参考答案:
1.(1)3×104Pa;(2)1.15×103N;(3)25%.
【详解】(1).卡丁车满载时的重力为:
G=mg=600kg×10N/kg=6000N,
则卡丁车满载时对水平地面的压力为:
F=G=6000N.
卡丁车受力面积为:
S=4×500cm2=2000cm2=0.2m2,
则卡丁车满载时对地面的压强为:
p===3×104Pa.
(2).卡丁车的行驶速度为:
v===10m/s,
由P=Fv得牵引力为:
F牵===1.15×103N,
由于车匀速行驶,牵引力与阻力是一对平衡力,则卡丁车所受的阻力为:
f=F牵=1.15×103N.
(3).卡丁车在这次行驶中消耗汽油0.6kg完全燃烧放出的热量为:
Q=mq=0.6kg×4.6×107J/kg=2.76×107J;
卡丁车在这次行驶中牵引力做的功为:
W=Fs=1.15×103N×6000m=6.9×106J;
则卡丁车汽油机的效率为:
η===25%.
答:(1).当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为3×104Pa;
(2).此次行驶中卡丁车所受的阻力为1.15×103N;
(3).该卡丁车以汽油为燃料,若在这次行驶中消耗汽油06kg,卡丁车汽油机的效率为25%.
2.(1)0.5m;(2)70%;(3)3×104Pa.
【详解】(1).由v=可得物体上升的高度:
h=vt=0.1m/s×5s=0.5m;
(2).由图可知,n=3,拉力端移动距离s=3h,
滑轮组的机械效率:
η=====×100%=70%;
(3).此时人对地面的压力:
F压=G人﹣F=850N﹣100N=750N,
人对地面的压强:
p===3×104Pa.
答:(1).物体上升的高度为0.5m;
(2).滑轮组的机械效率为70%;
(3).人对地面的压强为3×104Pa.
3.(1)1×105N;(2)14m/s;(3)5.3×107N.
【详解】(1)潜艇下潜到200m深处时,h=200m;
此时整流罩所受海水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa;
整流罩的面积:S=0.05m2,由p=变形得,整流罩所受压力为:
F=pS=2×106Pa×0.05m2=1×105N,
(2)最大核动力功率:P总=2.8×104kW=2.8×107W;
根据η=可得有用功率:P有用=ηP总=80%×2.8×107W=2.24×107W;
由P=Fv得潜艇的巡航速度:v===14m/s;
(3)完全下潜到海面下后的排水量为6.8×103t,则V=V排===6.8×103m3,
潜艇浮出海面处于漂浮时,排开水的体积V排′=V-V露=6.8×103m3-1.5×103m3=5.3×103m3,
根据漂浮条件和F浮=ρ液gV排可得,此时潜艇的总重量:
G=F浮=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.3×103m3=5.3×107N.
答:(1)整流罩受到海水的压力为1×105N;
(2)潜艇的巡航速度为14m/s;
(3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,潜艇的总重量是5.3×107N.
4.(1)400N;(2)1.8g/cm3;(3)4.3×104Pa
【详解】(1).送餐机器人的重力:
G=mg=40kg×10N/kg=400N;
(2).该材料的密度:
=1.8g/cm3;
(3).送餐机器人托着3kg的物体,总质量:
m总=3kg+40kg=43kg,
总重力:
G总=m总g=43kg×10N/kg=430N,
此时机器人对水平地面的压力:
F=G总=430N,
此时机器人对水平地面的压强:
p==4.3×104Pa.
答:(1).送餐机器人的重力为400N;
(2).该材料的密度为1.8g/cm3;
(3).此时机器人对水平地面的压强为
4.3×104Pa.
5.(1)1.5×103Pa;(2)4m/s,30%
【详解】(1)空船的重力:G=mg=300kg×10N/kg=3000N;船对沙滩的压力等于自身的重力:F=G=3000N;船底与沙滩的接触面积为2m2,船对沙滩的压强:p===1.5×103Pa;
(2)人员和钓鱼装备及船的总质量为:m=300kg+300kg=600kg;船受到的阻力为总重力的0.5倍,船匀速直线行驶,根据二力平衡:f=F1=0.5G总 =0.5×600kg×10N/kg=3000N,P===Fv,v===4m/s;做的有用功:W有=F1s=3000N×4300m=1.29×107J;消耗柴油1kg释放的能量:Q=mq=1kg×4.3×107J/kg=4.3×107J;发动机的效率:η=×100%=×100%=30%.
6.见解析
【详解】(1)由图象知道,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,即G=F1 =9.8N;当深度为h时,测力计的示数不变,说明圆柱体完全浸没,此时示数是:F2 =1.96N,
所以,圆柱体浸没时所受浮力是:F浮 =F1 -F2 =9.8N-1.96N=7.84N;
浸没时物体排开液体的体积是:V排=V物 =10-2 m3 ×0.1m=1×10-3 m3,
由F浮 =ρ液 gV排 知道,液体的密度是: =0.8×103 kg/m3
(2)由于圆柱体未浸入时h液 =0.2m,
所以,筒底受到的液体压强是:p液 =ρ液 gh液 =0.8×103 kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1568Pa;
(3)液体的质量m液=ρV液=ρ2S×2h=4ρSh,重力是:G液=m液g=4ρShg,
圆柱体浸没时,F浮 =ρ液 gV排 =ρgSh,
所以,对桌面的压力是:F桌=G液+F浮=4ρShg+ρgSh=5ρgSh,
圆筒对桌面的压强是: =2.5ρgh.
7.(1) 7.5×107N;(2)120N;(3).
【详解】(1)由题知,“长春”舰满载时排水量为7.5×106kg,所以满载时“长春”舰受到的浮力:=7.5×106kg×10N/kg=7.5×107N;
(2)由题知,吃水深度6m,舰底受到海水的压强:=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa,由可得,舰底20cm2的面积上受到海水的压力:=6×104Pa×20×10-4m2=120N.
(3)“长春”舰的速度v=36km/h=10m/s,“长春”舰匀速直线运动,所以水平方向受力平衡,则牵引力:=1.0×106N,牵引力做功的功率:=1.0×106N×10m/s=1.0×107W,发动机工作时的效率为80%,军舰发动机的总功率:.
8.(1) 3.6 N(2) 1.2×103 kg/m3 (3) 1.1xl03 Pa
【详解】(1)如图,由图象得,空杯时水平杯座的压力是0.9N,装满饮料时对水平杯座的压力是4.5N,因此装满饮料时,杯底受到饮料的压力为:F=4.5N-0.9N=3.6N;
(2)饮料的体积: ,饮料的质量:,饮料的密度为: ;
(3) 饮料持续流入空杯5 s,饮料的体积,饮料的质量: ,杯对杯座的压力:F=G饮料+F杯=mg+0.9N=2.4N+0.9N=3.3N,杯对杯座的压强:.
9.(1)5.4km(2)1200kg(3)9000W
【详解】第一空.由可得,电动汽车在6min内通过的路程;
第二空.由可得,车静止时对地面的压力:
水平面上的物体,对水平面的压力大小与物体本身的重力相等,则G车=F=12000N,
空车的质量;
第三空.匀速行驶的速度v=54km/h=15m/s,因为电动汽车做匀速直线运动,所以车的牵引力:F=f=0.05G车=0.05×12000N=600N,电动汽车牵引力做功的功率:
10.(1)1210Ω(2)1×103Pa(3)300s
【详解】(1).由图知道,当气雾调节器R2 的滑片移到最左边时,气雾调节器接入电路的电阻为0,只有电热丝工作,此时电热丝R1 的最大功率为40W,
由 知道,电热丝R1 的电阻值是:
(2).由于加热仓中的最大水深为10cm,所以,满水时仓底受到的压强是:
(3).由Q吸 =cm(t-t0)知道,水吸收的热量是:
Q吸 =cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg ℃)×30×10-3 kg×(100℃-20℃)=1.008×104 J,
由 知道,消耗的电能是:
,
由 知道,加热需要时间是:
=300s.
答:(1).电热丝R1的阻值是1210Ω
(2).加热仓中注满水时仓底受到的压强是1×103Pa;
(3).若加热仓以最大功率加热仓中质量为30g、温度由20℃的水加热到100℃需要的时间是300s.
11.(1)1.25×107Pa;(2)0.75h;(3)5×106W
【详解】(1).满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压力是:
F=G=mg=1000×103kg×10N/kg=107N.
对轨道的压强是:
=1.25×107Pa;
(2).列车以最高时速行驶从葫芦岛到沈阳需要时间是:
=0.75h
(3).列车从葫芦岛到沈阳做匀速直线运动时的速度是:
=180km/h=50m/s
由于列车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,列车受到的牵引力是:
F’=f=0.01G=0.01×107N=105N,
此过程中牵引力的功率是:
P=F’v’=105N×50m/s=5×106W.
答:(1).满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压强是1.25×107Pa;
(2).列车以最高时速行驶,从葫芦岛到沈阳需要的时间是0.75h;
(3).列车从葫芦岛到沈阳实际运行1.5h,设列车在水平轨道上做匀速直线运动,所受阻力是其满载时重力的0.01倍,此过程中牵引力的功率是5×106W.
12.(1)4N (2)1.25N(3)2.75N 1100Pa
【详解】(1).正方体受到的重力为:
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N.
(2).正方体浸没在水中时,排开水的体积等于自身体积,则其受到的浮力为:
===1.25N.
(3).正方体沉底后处于静止,受平衡力,此时受到重力、浮力、容器底的支持力三个力作用,则G=F浮+F支,则容器底部对正方体的支持力大小为:
F支= G-F浮=4N-1.25N=2.75N;
正方体体积为1.25×10-4 m3,则其边长为:
a==0.05m,
正方体的底面积为:
S=a2=(0.05m)2=0.0025m2.
因正方体对容器底的压力与容器底对正方体的支持力是一对相互作用力,所以F压=F支=2.75N,
则正方体对容器底部的压强为:
p===1100Pa.
答:(1).正方体受到的重力的大小为4N;
(2).正方体浸没在水中受到的浮力的大小1.25N;
(3).容器底部对正方体的支持力大小为2.75N;正方体对容器底部的压强为1100Pa.
13.(1).200N;(2).1.2×104 Pa;(3).20W
【详解】(1).由G=mg知道,桶中水的重力是:
G=mg=20kg×10N/kg=200N;
(2).强扛起水后对水平地面的压力是:
F=G=mg=(40kg+20kg)×10N/kg=600N,
小强双脚站立,与地面的接触面积是:
S=2×0.025m2 =0.05m2 ,
当小强扛起这桶水双脚站立时,对地面的压强是:
(3).从一楼搬到12m高的五楼,对水做功是:
W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×12m=2400J,
做功功率是:
.
答:(1).桶中水的重力是200N;
(2).当他扛起这桶水双脚站立时,他对水平地面的压强是1.2×104 Pa.
(3).小强对水做功的平均功率20W.
14.(1)0.1m2;(2)8×104W;(3)80%
【详解】(1).该车静止在水平地面上时对地面的压力为:
F=G=mg=800kg×10N/kg=8000N.
根据p=可知,车与地面的总接触面积是:
S===0.1m2.
(2).车匀速前进时牵引力等于阻力,则牵引力为:
F牵=f= 0.2G=0.2×8000N=1600N.
车最高时速为v= 180km/h=50m/s,则此时该车牵引力的功率为:
P=F牵v=1600N×50m/s=8×104W.
(3).在测试中,该车以最高时速在平直公路上匀速前进23km所作的有用功为:
W= F牵s=1600N×23000m=3.68×107J.
测试中该车所消耗的电能为:
W电=Q=m汽油q汽油=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J.
则该车的效率为:
η===80%.
答:(1).该车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是0.1m2;
(2).若该车以最高时速沿平直公路进行测试,匀速前进时的阻力是人车总重的0.2倍,则此时该车牵引力的功率为8×104W;
(3).在测试中,该车以最高时速在平直公路上匀速前进23km所消耗的电能与完全燃烧1kg汽油所释放的能量相同,则该车的效率为80%.
15.(1)6.7×108N(2)8×104Pa(3)1.5×104Pa
【详解】(1).航母满载时的排水量:
m排=6.7×104t=6.7×107kg,
航母满载时受到的浮力:
F浮=G排=m排g=6.7×107kg×10N/kg=6.7×108N;
(2).海面下8m处的压强:
p=gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa;
(3).飞行员对水平甲板的压力:
F=G=600N;
双脚站立时对甲板的压强:
p===1.5×104Pa
答:(1).航母001A设计排水量6.7×104t,那么它满载时受到的浮力是6.7×108N;
(2).海面下8m处的压强是8×104Pa;
(3).一位体重为600N的歼15舰载机飞行员,每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2,则他双脚站立时对甲板的压强是1.5×104Pa.
16.(1)1.2×105Pa;(2)600N;(3)5.2kg.
【详解】(1).汽车静止在水平地面上时,对地面的压力:
F=G=mg=960kg×10N/kg=9600N
受力面积:
S=200cm2×4=800cm2=8×10﹣2m2,
对地面的压强:
答:汽车静止在水平地面上时,它对地面的压强为1.2×105Pa;
(2).电动机工作时的功率:
P电=UI=75V×100A=7500W
由可得,牵引力的功率:
P机械=80%P电=80%×7500W=6000W;
汽车行驶的速度:
v=36km/h=10m/s;
因汽车以额定功率匀速行驶时处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
所以,由可得,所受平均阻力:
;
答:汽车以额定功率匀速行驶,当速度为36km/h时,所受平均阻力是600N;
(3).在额定功率下匀速行驶100km牵引力做的功:
W=F′s=600N×100×103m=6×107J,
由可得,需要汽油完全燃烧释放的热量:
,
由Q放=mq可得,节省汽油的质量:
.
答:与普通汽车相比大约可以节省5.2kg的汽油.
17.(1)4×104Pa(2)6×106J(3)66.7%
【详解】(1).因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,汽车对地面的压强:
答:汽车对地面压强为.
(2).因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,汽车的牵引力:
,
则汽车的牵引力所做的功:
;
答:汽车牵引力做功为.
(3).由可得,电动汽车消耗的电能:
汽车发动机的机械效率:
答:汽车发动机的机械效率为66.7%.
18.(1)1.0×103Pa;(2)4000Pa;(3)0.4N
【详解】(1).水对容器底部的压强:
p甲=ρ水gh甲=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa;
(2).水的重力:
G水=m水g=0.5kg×10N/kg=5N,
容器对桌面的压力:
F=G水+G容器=5N+5N=10N,
容器对桌面的压强:
p==4000Pa;
(3).木块的密度:
ρ木==0.8g/cm3<ρ水,
可知在水中静止时木块漂浮;所受的浮力:
F浮=G木=m木g=40×10-3kg×10N/kg=0.4N.
答:(1).水对容器底部的压强为1.0×103Pa;
(2).容器对桌面的压强为4000Pa;
(3).木块静止时受到的浮力为0.4N.
19.(1)9×103Pa(2)72W(3)144km/h;超速
【详解】(1).无人机停放在水平地面时,对地面产生的压力等于自身的重力,即对地面产生的压力是:
F=G=mg=1.8kg×10N/kg=18N,
由 知道,对地面产生的压强是:
=9×103 Pa;
(2).根据题意知道,无人机克服重力做功的功率是:
;
(3).根据题意知道,轿车通行0.8m的时间是:
,
由 知道,轿车的速度是:
>120km/h,
所以,该轿车已超速.
答:(1).无人机停放在水平地面时,对地面产生的压强是9×103 Pa;
(2).此过程中无人机克服重力做功的功率是72W;
(3).该轿车已超速.
20.(1)2×105Pa;(2)2.76×108J;(3)15kg
【详解】(1).轿车静止在水平地面上时,对地面的压力等于自身的重力,根据得,它对地面的压强为:
;
(2).轿车受到的阻力为:F=f=0.1×2×104N=2×103N,拉房车的力为760N,轿车在平直公路上匀速行驶100km,所以总的牵引力与阻力平衡,即F总=f总=2×103N+760N=2.76×103N,则牵引力做的功为:
;
(3).根据得,汽油放出的热量为:
,
根据得,该过程中消耗的汽油质量为:
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