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        1. 【題目】如圖甲是中國自主研制的首列永磁動力單軌列車,其亮點(diǎn)是列車可以小角度轉(zhuǎn)彎,安裝有高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)和制動發(fā)電裝置。
          ①當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時(shí),水平輪胎發(fā)生形變,起到導(dǎo)向和穩(wěn)定作用。如圖乙是輪胎與接觸面的平面圖,請?jiān)趫D乙中畫出輪胎對接觸面壓力的示意圖。
          ②當(dāng)高壓細(xì)水霧系統(tǒng)中水槍工作時(shí),水對噴孔的壓強(qiáng)p=10MPa,水霧噴出的速度v≥10m/s,若噴孔的總面積S=5×105m2 , 則水槍的功率至少為多少瓦?(不計(jì)大氣壓強(qiáng))
          ③列車制動減速的過程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能和內(nèi)能.當(dāng)列車在平直軌道上制動減速時(shí),電能W1與內(nèi)能W2之比為9:16,如圖丙是機(jī)械能的變化量△W與速度變化量△v的關(guān)系圖象.若列車從72km/h開始減速,轉(zhuǎn)化的電能可供總功率為1000W的照明燈正當(dāng)發(fā)光1h,則列車的速度將會減小到多少千米/時(shí)?

          【答案】解:
          ①壓力的作用點(diǎn)在輪胎接觸面的中點(diǎn)上,過作用點(diǎn)作垂直于接觸面,并指向接觸面的力,如圖所示;
          ②根據(jù)p= 可得,水對噴孔的壓力:
          F==1×107Pa×5×105m2=500N,
          水槍的功率:
          P= = =Fv=500N×10m/s=5000W;
          ③由P=可得,轉(zhuǎn)化的電能W1==1kW×1h=1kWh,
          = ,可得,轉(zhuǎn)化的內(nèi)能W2= kWh,
          則減小的機(jī)械能:△W=1kWh+ kWh= kWh= ×3.6×106J=1×107J,
          由圖象丙可知,列車減小的速度為10m/s=10×3.6km/h=36km/h,
          則列車的速度將會減小到72km/h﹣36km/h=36km/h。
          答:①輪胎對接觸面壓力的示意圖見解答.②水槍的功率至少為5000W;③列車的速度將會減小到36km/h。
          【解析】①根據(jù)力的示意圖的定義,將輪胎對接觸面壓力的大小、方向、作用點(diǎn)表示出來即可.②利用p= 求出水對噴孔的壓力,然后利用P= = =Fv計(jì)算水槍的功率③根據(jù)P= 可求得轉(zhuǎn)化的電能,然后利用電能W1與內(nèi)能W2之比為9:16求得轉(zhuǎn)化的內(nèi)能,二者之和即為減小的機(jī)械能,再對照圖象得出減小的速度,最后求得列車的速度將會減小到多少千米/時(shí)。
          此題考查力的示意圖的畫法、壓強(qiáng)公式、功率推導(dǎo)公式的應(yīng)用,電能的計(jì)算等知識點(diǎn),是一道綜合性較強(qiáng)的題目,關(guān)鍵是求出減小的機(jī)械能,對照圖象得出減小的速度。

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