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美国建筑师凯文?朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市(如图所示),漂浮城市装有动力装置,可以移动.该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民.酒店、商店只要是普通城市有的,这里都一应俱全.漂浮城市的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为8.0×108W.
(1)太阳能电池板工作时,是________能转化为________能.
(2)假如某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观,则漂浮城市受到的浮力约增加________.
A.2.5×102?N?????B.2.5×103?N?????C.2.5×104?N?????D.2.5×105?N
(3)若三角形建筑空洞的面积为2.0×104m2,某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入,1s钟流入空洞的空气质量是1.92×106kg,该地的空气密度是1.2kg/m3.则飓风的风速是________m/s.
(4)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量,漂浮城市在平静的水面上沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变.从某一时刻开始,漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如上图甲所示,漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如图乙所示.
①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为________N.从第50s钟到100s钟内牵引力做的功为________J.
②漂浮城市在匀速运动过程中,太阳能转化为机械能的效率为________.
网友回答
解:(1)太阳能电池板工作时,是把太阳能转化为电能.
(2)∵漂浮城市漂浮在水面上,
∴漂浮城市增加的浮力就是50位中学生的重力,
而G=500N,
∴漂浮城市增加的浮力为:F浮=50G=50×500N=2.5×104N.
(3)∵m=1.92×106kg,ρ=1.2kg/m3,
∴空洞内空气的体积为:V===1.6×106m3,
而空洞的面积为S=2.0×104m2,
∴空气移动的距离为:L===80m,
又∵t=1s,
∴飓风的风速为:V===80m/s.
(3)①从速度v与时间t图象乙上看出,50s到100s时物体做匀速直线运动,物体处于平衡状态,
即物体所受到的摩擦力大小应该与拉力F大小相等,
从F的大小与时间t的关系图象甲,50s到100s时,拉力F=8×108N,
因为在整个运动过程中,摩擦力是不变的,即漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为8×108N;
由速度与时间图象甲可知,50s到100s时物体做匀速直线运动,V=0.5m/s,
而t=100s-50s=50s,
∴牵引力F做的功为:W=FS=FVt=8×108N×0.5m/s×50s=2×1010J.
②η=====50%.
故