【題目】閱讀下列材料,并解答問題: 現(xiàn)代人提倡“低碳生活”,某公司發(fā)明了一種走路時能發(fā)電并充電的鞋子﹣﹣充電鞋,這種鞋的后跟鞋裝有一個小型渦輪發(fā)電機.行走時利用腳跟下落時對鞋跟的下壓力壓縮鞋跟做功,使小型渦旋轉(zhuǎn)發(fā)電,并能給手機、MP3等充電.
如圖所示,是一名質(zhì)量為60kg的成年人走路時提起腳跟的示意圖,O點是腳尖與鞋底面的接觸點,F(xiàn)1為人抬腳時提起腳跟的力,F(xiàn)2的大小等于人的體重,OA=20cm,AB=5cm.每次腳跟下落時,腳跟對鞋跟的下壓力F為F1的1.2倍,并向下壓縮鞋跟0.5cm.若人步行時平均步距為50cm,充電鞋發(fā)電并充電的效率為15%.
利用充電鞋給標有“3.6V 1000mAh”耗盡電能的手機電池充電,人至少要行走多遠的距離?(1000mAh是1000mA的電流供電時能持續(xù)工作1h)
【答案】解:人的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N, 由題意知:F2=G=600N,OB=OA+AB=20cm+5cm=25cm,
由杠桿平衡條件得:F1OB=F2OA,
即:F1×25cm=600N×20cm,則F1=480N,
腳跟對鞋跟的壓力F=1.2F1=1.2×480N=576N,
人落腳一次壓力F所做的功:W1=Fs=576N×0.005m=2.88J,
手機充滿電所需能量W=UIt=3.6V×1A×3600s=12960J,
人走路時需要做的功W總= = =8.64×104J,
人每走50cm=0.5m做功2.88J,則做8.64×104J的功需要行走的距離:
s= ×0.5m= ×0.5m=1.5×104m;
答:人至少行走1.5×104m
【解析】由杠桿平衡條件求出力F1 , 然后求出腳跟對鞋跟的壓力F,然后由W=Fs求出腳落地一次所做的功;求出給電池充滿電需要的能量,求出給電池充滿電人需要做的總功,然后求出人行走的距離.
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件,利用杠桿的平衡分析法及其應用和功率計算公式的應用的相關(guān)知識可以得到問題的答案,需要掌握作關(guān)于杠桿題時的注意事項:(1)必須先找出并確定支點.(2)對力進行分析,從而確定動力和阻力(3)找出動力和阻力的作用線,確定動力臂和阻力臂;功率的計算: P = W/tW 表示功,單位是焦(J). t表示時間 ,單位是秒(s) P表示功率,單位是瓦特(W)1 W= 1 J/s.
科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】小張在探究“杠桿平衡條件”實驗中,給他提供的實驗器材有:杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個.
(1)實驗前,將杠桿中點置于支架上,當杠桿靜止時,如圖所示,此時應把杠桿左端的平衡螺母向(選填“左”成“右”)調(diào)節(jié);
(2)小張將實驗數(shù)據(jù)記錄在表中:
次數(shù) | 動力/N | 動力臂/cm | 阻力/N | 阻力臂/cm |
1 | 1 | I0 | 2 | 5 |
2 | 1.5 | 5 | 0.5 | 15 |
3 | 2 | I5 | 1.5 | ▲ |
表格中空缺的實驗數(shù)據(jù)“▲”是 .
(3)小張在實驗中多次改變力和力臂的大小主要是為了(只有一個正確答案,選填答案序號). ①減小摩擦 ②多次測量取平均值減小誤差
③使每組數(shù)據(jù)更準確 ④獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律.
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為500g,密度為4×103kg/m3的合金體.用彈簧測力計吊著合金體,浸在原來裝有h=10cm深的水,底面積為250cm2的圓柱形容器中,靜止時合金體有 體積露出水面.g=10N/kg,求:
(1)合金體所受的重力.
(2)彈簧測力計的拉力是多少?
(3)將細線剪斷,合金體浸沒水中靜止時,水對容器底部產(chǎn)生的壓強是多少(容器中的水未溢出)?
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】熱熔膠是生產(chǎn)中常用的粘合劑,它在常溫下是固體,熔化后再冷卻就能將物體牢牢地粘合在﹣起.圖甲是熱熔膠槍(簡稱“膠槍”)的外形,其內(nèi)部有兩只相同的PTC加熱元件,電路如圖乙所示,單只PTC加熱元件的電阻與溫度的變化關(guān)系如圖丙所示.膠槍扳機松開時,開關(guān)Sl斷開,開關(guān)S2的觸片與b觸點接通,若此時接通電源,膠槍就進入預熱狀態(tài),約60s后熱熔膠熔化成的膠液溫度達到正常工作溫度(170℃~210℃).此后,若扣動扳機,膠槍就進入正常工作狀態(tài):固體膠條向前擠壓,開關(guān)S1閉合,開關(guān)S2的觸片與a觸點接通,槍口冒出溫度為170℃~210℃的膠液.在近似計算時,可以認為膠液的溫度與PTC加熱元件的溫度相同.接通電源120s后,問:
(1)膠槍在預熱過程中消耗的最大功率是多大?
(2)假設(shè)膠槍在溫度為170℃的條件下工作200s,它產(chǎn)生熱量的80%被膠條吸收,在這過程中膠條吸收了多少熱量?
(3)膠槍正常工作時的最小電流是多少?
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【題目】如圖1所示,是小華探究“二力平衡條件”的實驗.
(1)裝置中使用定滑輪是利用它能夠的特點.
(2)當左、右兩盤中的砝碼質(zhì)量(選填“相等”或“不相等”)時,桌面上的小車處于靜止狀態(tài),此時小車受到對平衡力作用.
(3)小車處于靜止后,保持F1與F2的大小不變,將小車扭轉(zhuǎn)到如圖2所示的位置,松手后,小車將(選填“保持靜止”或“扭轉(zhuǎn)回來”).這一步驟說明二力平衡時 , 要滿足二個力 在上的條件.
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【題目】用8N的拉力把重為20N的物體以0.1m/s的速度沿斜面底端勻速拉上高為0.4m,長為1m的光滑斜面頂端,則拉力做功的功率為W;若斜面是粗糙的,把物體沿斜面底端勻速拉上頂端,所用的拉力為10N,此時該斜面的機械效率是 .
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【題目】目前,小汽車已進入尋常百姓家.如圖1所示為某汽車公司自動測定油箱內(nèi)油面高度的電路原理圖.其中電源電壓恒為12V,R0為定值電阻.A為油量表(實際是一只量程為0﹣0.6A的電流表),Rx為壓敏電阻(其電阻值隨電阻表面受到的液體壓強增大而減小).關(guān)于壓敏電阻Rx的阻值與所受汽油壓強的關(guān)系如下表所示(汽油的密度為0.71×103kg/m3 , g取10N/kg):
Rx所受汽油的壓強值/Pa | 0 | 426 | 852 | 1278 |
Rx對應的電阻值/Ω | 90 | 50 | 30 | 10 |
(1)該汽車油箱是長方體形容器,底面積為0.3m2 , 油箱內(nèi)汽油高度達到18cm時,油箱即裝滿,則油箱裝滿時汽油的質(zhì)量是多少?
(2)油箱裝滿時,油量表的示數(shù)如圖2所示,求定值電阻R0的值.
(3)當油箱內(nèi)汽油用完時,油量表的指針指向某一位置,求此位置所對應的電流值.
(4)為了測試該汽車的油耗,將汽車油箱裝滿后,沿高速公路行駛300km的路程,油量表的指針向左逐漸偏轉(zhuǎn)到“E”,如圖3所示,問該汽車每行駛100km消耗汽油多少L(1L=1dm3)?
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】某廠家研制一種以蓄電池為驅(qū)動能源的環(huán)保汽車,總質(zhì)量為2.5×103 kg,該汽車蓄電池充滿電一次,測試時可供汽車以某一速度勻速行駛150km,蓄電池提供給電動機的工作電流為50A,工作電壓為300V,汽車受到的阻力為車重的0.04倍.求:
(1)汽車在勻速行駛時受到的牽引力.
(2)若汽車動力裝置(包含蓄電池、電動機)的效率為75%,則蓄電池充滿一次電,使動力裝置儲蓄的能量為多少焦?
(3)太陽光照射到電池板上的輻射功率為l000W/m2 , 電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的效率為l5%,如果用太陽能電池作為該環(huán)保汽車的驅(qū)動能源,其它條件不變,求太陽能電池板的最小面積?
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【題目】如圖是一種常見的水性筆,為什么筆的頂端表面設(shè)計成圓弧形?當筆尖朝上書寫了一會兒,筆尖就無法寫出字了,這又是為什么?請用所學物理知識解釋這兩個現(xiàn)象.
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