Question

（8分）2014年全面施工的龍巖大橋建成后，將超過(guò)法國(guó)的本艾因大橋成為世界上最重的轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)大橋，其效果圖如圖甲所示。高架橋限速60km/h，主橋長(zhǎng)340m，引橋總長(zhǎng)1449m。

（1）為監(jiān)控龍巖大橋上行駛的車(chē)輛是否超速，可以在橋面布點(diǎn)安裝工作原理如圖乙所示的傳感電路。傳感器A、B采集車(chē)輛經(jīng)過(guò)它們正上方時(shí)的時(shí)間間隔t給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，若超速，則啟動(dòng)違章拍照。若L0=10m，試計(jì)算t小于多少秒時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)架設(shè)在橋面上方的照相機(jī)C對(duì)超速車(chē)輛拍照。

（2）假設(shè)一輛轎車(chē)從一側(cè)引橋駛?cè)臊垘r大橋。

①若轎車(chē)在正橋水平橋面上急速行駛，則根據(jù)轎車(chē)呈現(xiàn)的流線(xiàn)型外形可判斷，轎車(chē)對(duì)橋面的壓力　 　　（填“大于”、“等于”或“小于”）轎車(chē)的總重，其解釋原理是氣體的流速越大的地方，氣體的壓強(qiáng)就越　　 。

②若轎車(chē)以80kW的恒定功率通過(guò)一側(cè)引橋用時(shí)50s，則轎車(chē)通過(guò)該引橋時(shí)所做的功是多少焦耳？

（3）物理學(xué)中常把實(shí)際的研究對(duì)象抽象為“物理模型”，引橋可以看作是斜面機(jī)械模型。如圖丙所示，若斜面的高度H一定，斜面的長(zhǎng)度Ｌ可以改變，試推導(dǎo)：在不考慮摩擦時(shí)，用平行于斜面的拉力F將重為G的物體勻速拉上斜面頂端，Ｌ越長(zhǎng)，F(xiàn)越小。

 

Answer 1

（1）t小于0.6s時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)架設(shè)在橋面上方的照相機(jī)C對(duì)超速車(chē)輛拍照．

（2）①小于；��；②轎車(chē)通過(guò)該引橋時(shí)所做的功是4×106J．

（3）推導(dǎo)：∵W總=FL，W有用=GH，∴在不計(jì)摩擦的情況下，W總=W有用，

即：FL=GH，由此可知：當(dāng)G、H一定時(shí)，L越大，F就越�。�

【解析】

試題分析：（1）由題意可知：車(chē)速不能超過(guò)，通過(guò)的路程s=10m，則時(shí)間，即：時(shí)間間隔應(yīng)小于0.6s，即可啟動(dòng)違章拍照．

（2）①流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系是：流速大的位置壓強(qiáng)小，流速小的位置壓強(qiáng)大。由題意知，轎車(chē)呈現(xiàn)的流線(xiàn)型外形使其在快速行駛過(guò)程中，車(chē)子上方空氣的流速大于車(chē)子下方空氣的流速，故車(chē)子上方氣體的壓強(qiáng)小于車(chē)子下方氣體的壓強(qiáng)，形成了向上的升力，從而使得轎車(chē)對(duì)地面的壓力小于車(chē)的重力。②由題意可知：轎車(chē)的功率P=80kW=80000W，所用時(shí)間t=50s：則轎車(chē)通過(guò)該引橋時(shí)所做的功W=Pt=80000W×50s=4×106J．

（3）推導(dǎo)：由題意可知：拉力F做的功W總=FL，克服物體重力做的功W有用=GH，由功的原理知在不計(jì)摩擦的情況下有W總=W有用，即：FL=GH，由此可知：當(dāng)G、H一定時(shí)，L越大，F就越�。�

考點(diǎn)：流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，功的原理，速度、功的相關(guān)計(jì)算