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- 2021-05-10 发布
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专项突破集训三 交通工具类计算题)
典例剖析
例. (2016潍坊24题)(4分)(改编)电动汽车是正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保的特点.如图,是一辆停放在水平地面上的电动汽车,质量为1.6×103 kg,每个轮胎和地面的接触面为2×10-3 m2, g取10 N/kg. 求:
(1)车对地面的压力;
例题图
(2)车对地面的压强.
(3)由于受路面和天气等因素的影响,其受到的阻力在车重的6%~12%之间,当汽车以90 km/h的速度匀速行驶过程中,汽车牵引力的最大功率为多少?
(4)汽车在牵引力的最大功率下运动30 min所做的功,相当于完全燃烧多少kg的汽油所放出的热量?(q=4.5×107 J/kg)
(5)该电动汽车配备的为100 kW·h的锂电池,该汽车充满电后以90 km/h的速度匀速行驶,最多能行驶多长时间?
(6)该汽车上午11∶30驶入某高速路段入口,下午1∶30驶出高速路段出口,总共行驶240 km,高度公路限速120 km/h,期间进过隧道和桥梁限速80 km/h.汽车的全程平均速度?汽车有没有超速?
针对训练
(时间:40分钟 满分:61分)
1. (2016南宁28题)(6分)2016年6月28日,备受关注的南宁地铁1号线东段将进入试运行阶段.若南湖站到金湖广场站的路程为380 m,地铁1号线专用列车从南湖站到金湖广场站的运行时间约为40 s,列车的牵引力约为2×104 N.求这段路程中:
(1)列车行驶的平均速度;
(2)列车牵引力所做的功.
2. (2016连云港22题)(9分)由连云港市市政府主导,某集团投资建设的公共自行车项目,通过相关部门的宣传,“绿色出行,低碳生活”的理念深入人心.经过一段时间的运行,公共自行车已经真正融入到港城人民的生活中.一位市民骑着自行车在平直的水平路面上以5 m/s的速度匀速行驶,已知该市民质量为60 kg,自行车质量为10 kg,前后轮胎和地面总接触面积为2×10-3 m2.假定骑行过程中人和车受到的阻力恒为15 N,在该市民骑行过程中,求:(g=10 N/kg)
(1)自行车对水平路面的压力;
(2)自行车对水平路面的压强;
(3)该市民做功的功率.
3. (2016泰州42题)(6分)近年来,独轮电动平衡车深受年轻人的喜爱,如图所示,它采用站立式的驾驶方式,人通过身体的前倾、后仰实现驾驶.下表为某型号独轮电动平衡车的部分数据,则:
第3题图
质量
10 kg
轮胎与地面接触面积
30 cm2
最大速度
16 km/h
充满电行程
24 km
(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,能行驶的最长时间是多少?
(2)质量为50 kg的人驾驶该车,在水平地面上匀速行驶,若所受阻力为总重力的0.2倍,此时该车受到的牵引力是多大(g取10 N/kg)?
(3)质量为50 kg的人驾驶该车时,车对水平地面的压强是多大?
4. (2016福州23题)(9分)为提高车辆通行量,福州交警在市区一些道路某些时段推广“绿波通行”,即车辆在绿波路段以如图所示的50 km/h~55 km/h范围内行驶,一路绿灯.在绿波时段,质量是1.2×103 kg的汽车,经过绿波路段上相距2.7×103 m的两个路口,用时180 s.问:
(1)汽车行驶的平均速度是多少?是否“绿波通行”?
(2)若汽车在这段距离内行驶的牵引力保持3 000 N不变,则汽车的输出功率是多少?
(3)若轮胎与地面接触的总面积是0.6 m2,汽车静止时对水平地面的压强是多少(g取10 N/kg)?
第4题图
5. (2016苏州26题)(6分)据苏州日报报道,张家港近日启动了新能源汽车充电站、充电桩在规划编制,第一批新能源汽车充电桩在港城建成投运.若每个充电桩对新能源小汽车的充电功率为7 000 W,充电1 h可使质量为1 t、额定输出功率12 kW的新能源小汽车匀速直线行驶36 km.设汽车行驶过程中受到的阻力是车重的0.06倍,g取10 N/kg.
(1)小汽车静止在水平地面上,轮胎与地面的接触总面积为0.08 m2,汽车对地面的压强多大?
(2)该小汽车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度多大?
(3)该小汽车将电能转化为机械能的效率多大(结果保留一位小数)?
6. (2016大庆18题)(7分)一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如下,在第10 s时速度达到20 m/s,通过的路程为120 m.
求:(1)在0~10 s内汽车的平均速度.
(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为f=4 000 N,那么在0~10 s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳.
(3)若发动机的转化效率为80%,则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功(已知汽油的热值大约为5×107 J/kg).
第6题图
7. (2016武汉27题)(10分)如图甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车.其亮点是列车可以小角度转弯,安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置.
(1)当列车转弯时,水平轮胎发生形变,起到导向和稳定作用.如图乙是轮胎与接触面的平面图,请在图乙中画出轮胎对接触面压力的示意图.
(2)当高压细水雾系统中水枪工作时,水对喷孔的压强p=10 MPa,水雾喷出的速度v≥10 m/s,若喷孔的总面积S=5×10-5 m2,则水枪的功率至少为多少瓦?(不计大气压强)
(3)列车制动减速的过程中,机械能转化为电能和内能.当列车在平直轨道上制动减速时,电能W1与内能W2之比为9∶16,如图丙是机械能的变化量ΔW与速度变化量Δv的关系图像,若列车从72 km/h开始减速,转化的电能可供总功率为1 000 W的照明灯正常发光1 h,则列车的速度将会减小到多少千米/时?
甲
第7题图
8. (2016贵阳29题)(8分)小强一家驾车郊游,车行至一个水平弯道处,坐在副驾驶座位上的小强不由自主靠向车门,并与车门产生挤压,如图甲所示.
小强问爸爸:我向外靠是因为惯性所致,但我和车门挤压时,显然车门对我有一个反向的作用力,这个力有什么作用吗?爸爸解释道:刚才我们在弯道上的运动是圆周运动,而做圆周运动的物体,需要有指向圆心的力维持物体做这种运动,这种力叫向心力.小强恍然:那刚才车门对我的力就是提供我做圆周运动的向心力啦!
小强进一步查阅资料得知:如图乙所示,若一个质量为m的物体,沿半径为r的圆弧做圆周运动,其运动的速度为v(即单位时间内物体通过的圆弧长),那么物体所需向心力的大小为F向=m.
第8题图
(1)他们在弯道处的行驶速度为54 km/h,合________m/s.
(2)小强的质量m=45 kg,弯道处的圆弧半径r=45 m,行驶速度v=15 m/s,求在转弯过程中他所需向心力的大小.
(3)你认为小强当时说的“刚才车门对我的力就是提供我做圆周运动的向心力啦!”这句话对吗?为什么?
(4)已知在不考虑其他外界因素影响的情况下,汽车在水平弯道上行驶时,所需向心力仅由地面对它的摩擦力提供,那么,
不同质量的车辆在同一弯道处的限速是否相同?请推导说明.(设:此时车辆受到的最大摩擦力与它对地面的压力成正比)