建造设计师设计出了一种能漂浮在水中的城市,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

发布时间:2020-08-09 01:44:58

建造设计师设计出了一种能漂浮在水中的城市,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,请回答下列问题:
(1)假如某班级有40位中学生从岸上进入漂浮城市参观,则漂浮城市受到的浮增加______
A.2.0×102N????? B.2.0×103N????????C.2.0×104N??????D.2.0×105N
(2)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______.
(3)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.某一时刻开始,漂浮城市受到的水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示,漂浮城市运动速度v与时间t的关系如图乙所示.则在50s-100s,漂浮城市做______运动.漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为______N.
(4)从50s到100s内牵引力做的功为多少?(写出计算过程)
(5)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多少?(写出计算过程)

网友回答

解:
(1)∵漂浮城市漂浮在水面上,
∴漂浮城市增加的浮力就是40位中学生的重力,
而G=500N,
∴漂浮城市增加的浮力为:F浮=40G=40×500N=2×104N.
故选C.
(2)∵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)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;
(4)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.
(5)η=====50%.
答:(1)C;(2)80m/s;(3)匀速直线;8×108;(4)从50s到100s内牵引力做的功为2×1010J;(5)太阳能效率为50%.
解析分析:(1)漂浮城市漂浮在水面上,此时它所受到的浮力等于它的重力,当有50位中学生从岸上进入漂浮城市,则漂浮城市增加的浮力就是50位中学生的重力.
(2)知道1s流入空洞的空气质量和空气密度,可利用公式V=计算出空洞内空气的体积,知道空洞的面积,可利用公式L=计算空气移动的距离,又知道运动的时间,可利用公式V==计算风速.
(3)从速度v与时间t图象乙上看出,在0~50s内物体做加速运动,此时的拉力为24×108N,不是二力平衡状态,故此时的拉力与摩擦力无关,当50s到100s时物体做匀速直线运动,从F的大小与时间t的关系图象甲,根据二力平衡求出摩擦力大小.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,
(4)判断50s到100s内物体的运动速度,知道拉力F的大小,从而可利用公式W=FS=FVt计算拉力F做的功.
(5)设时间为t,知道漂浮城市在匀速运动过程中的速度和牵引力F,从而可以利用公式W=FS=FVt计算牵引力做的功,知道接收太阳能的功率,可利用公式Q=Pt计算吸收的太阳能,再利用公式η=计算太阳能转化为机械能的效率.

点评:此题考查了物体漂浮时浮力的计算,速度的计算,阻力的计算,并且考查了学生对图象问题的分析能力,能从图象中得出相关的信息,然后结合功的计算公式进行计算求解,是中考的热点考题.
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