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类型4 计算类应用
2023宁夏物理
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1.扫地机器人是智能家用电器的一种,正逐渐进入我们的生活,如图所示,其主要参数如表所示。(g取10 N/kg)求:
主要参数
质量 (包含电池)3 kg
与地面接触面积 500 cm2
额定功率 40 W
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(1)扫地机器人静止在水平地面上时对地面的压强;
解:机器人静止在水平地面上时,地面受到的压力:F=G=mg=3 kg×10 N/kg=30 N,
则机器人对地面的压强: ;
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(2)该机器人在扫地时受到的阻力等于重力的3倍,扫地时沿直线匀速清扫的距离为20 m,此过程中机器的水平推力所做的功;
解:因为机器人匀速行驶,所以水平推力:F=f=3G=3×30 N=90 N,
水平推力所做的功:W=Fs=90 N×20 m=1 800 J;
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(3)若扫地时该机器人的效率为90%,清扫20 m的距离所需要的时间;
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(4)请说明一下它吸尘时的工作原理。
解:机器人吸尘时,高速旋转的叶轮把空气排出风机,使外部空气和灰尘不断地补充进风机,吸尘器就能吸尘了,其原理是利用了流体流速大的地方,其压强小。
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2.释放化学能的过程不断地发生在人体内,食物也是一种“燃料”。营养成分在人体细胞里与氧结合,提供细胞组织所需的能量。人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少,都有损于健康。(g取10 N/kg)
(1)某种巧克力的营养成分表上标有“每100 g能量2 000 kJ”,该标识的含义与以下物理量含义类似的是_____;(选填字母代号)
A.热量 B.内能
C.热值 D.比热容
C
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(2)小华同学质量为50 kg,正常情况下步行上一层楼需要12 s,他克服重力做多少功?他克服重力做功的功率是多少?(每层楼高3 m)
解:克服重力做功:W=Gh=mgh=50 kg×10 N/kg×3 m=1.5×103 J,
克服重力做功的功率: =125 W;
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(3)跳绳测试之前,小华同学吃了一块净含量50 g的上述巧克力,假设他从巧克力获得的能量全部用于跳绳,若他每次跳起的高度为5 cm,他需要跳起多少次才能将这块巧克力的能量消耗完?
解:50 g(即0.05 kg)的巧克力提供的能量:E=2×107 J/kg×0.05 kg=1×106 J,
从巧克力获得的能量全部用于跳绳,则所做的功:W′=E=1×106 J,
由W=Gh可得,完成的总高度:
h总= =2×103 m,
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每次跳绳高度:h=5 cm=0.05 m,
故跳绳次数:n= =4×104。
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3.银川—北京西K175/6次列车升级为T275/6次特快旅客列车,提速后列车的运行时刻表如表。请根据表中数据回答问题:
(1)从银川站到北京西站单程运行时间是________________;
站名 银川 灵武 盐池 定边 靖边 …… 北京西
到达时间 21:32 22:37 22:59 00:03 …… 09:45
发车时间 21:00 21:34 22:39 23:05 00:06 ……
停留 2分 2分 6分 3分 ……
12 h 45 min
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(2)从银川站到盐池站,若列车行驶的平均速度为100 km/h,计算列车此段行驶的路程;(结果保留两位小数)
解:列车从银川站到盐池站的运行时间:
t′=22:37-21:00=1 h 37 min= h,
由v= 可得,列车此段行驶的路程:
s=vt′=100 km/h× h≈161.67 km;
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(3)如图所示,在火车站站台候车的旅客必须站在安全线以外。请简要说明为什么当火车驶过时,如果人站在安全线以内,会造成生命危险?
解:列车驶过时,人和列车间的空气流速增大,压强减小,外侧的空气流速不变,压强不变,所以人受到的外侧压强大于人和列车间的压强,如果人站在安全线以内,容易把人推向列车,会造成生命危险。
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