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一、红绿灯前有物理
例1十字路口红绿灯设置的时间长短中包含着许多科学道理.
(1)行人在交通路口过马路时,应注意观察绿灯的剩余时间,否则有可能被"困"在路中央.若绿灯倒计时还剩5秒,此时行人要沿斑马线穿过宽为20米的马路,则速度至少多大才能安全通过?
(2)汽车遇红灯在路口等待时,通常是不熄火的,这不但会白白消耗能源,同时还会造成环境污染.有研究显示,汽车不熄火等侯10秒钟,约需消耗汽油11毫升.若在路口等候30秒,消耗的汽油质量约为多少克?(ρ汽袖=0.8×103 kg/m3)
(3)红绿灯设置时间的长短需要考虑的因素很多,下列因素中需要考虑的是 .
(A) 车流量 (B) 道路宽度
(C) 人流量 (D) 时间段
解析:(1)已知路程与运动时间,由速度公式可以求出速度.
(2)先求出消耗汽油的体积,然后由密度公式的变形公式求出汽油的质量.
(3)应根据车与人的流量、道路的宽度、时间段设置红绿灯的时间长短.
答案:(1)v=st=
20米5秒=4 米/秒.
(2)V=3×11亳升=33厘米3,ρ汽油=0.8×103千克/米3=0.8克/厘米3,
因为ρ=m/V,所以m=ρV=0.8克/厘米3×33厘米3=26.4克.
(3)(A)(B)(C)(D)
二、汽车刹车有物理
例2汽车作为一种交通工具在国内已普及.专家提示:汽车轮胎内的气压(胎压)会影响刹车距离.为确保安全,需经常检查胎压.某汽车技术员为了研究胎压对刹车距离的影响,用同一汽车在晴天和雨天环境下,在车速为60千米/时刹车,测试结果如图1所示.
图1
(1)汽车质量为1500千克,有4个轮胎,停在水平地面上时,每个轮胎与地面的接触面积为0.025米2.请计算此时汽车对地面的压强.( g取10牛/千克)
(2)根据测试结果,可以得出在两种环境下胎压对刹车距离的影响是.
(3)胎压对刹车距离的影响主要是胎压不同导致地面对轮胎的阻力不同.该技术员在雨天环境下,对标准胎压的汽车进行测试时,若在刹车过程中汽车受到地面的平均阻力为3000牛,试计算在刹车过程中,汽车克服地面阻力做功多少焦?
解析:(1)停在水平地面上时,汽车的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,再根据压强公式求出对地面的压强.
(2)根据控制变量法分析晴天和雨天、标准胎压和胎压较低时对刹车距离的影响.
(3)根据图象可知在雨天环境下、对标准胎压的汽车进行测试时刹车的距离,根据W=fs求出汽车克服地面阻力做的功.
答案:F =G =mg=1500千克×10牛/千克 = 1.5×104牛,
P = F/S = 1.5×104牛/(4×0.025)米2 = 1.5×105帕.
(2)在车速为60千米/时刹车时,晴天环境胎压对刹车距离影响较小,雨天环境胎压对刹车距离影响较大,胎压较低时,会增大刹车距离
(3)查得雨天环境中,标准胎压下刹车距离为60 米
W = Fs = 3000牛×60 米 = 1.8×105焦
三、解决拥堵有物理
图2
例3交通已经成为许多城市发展最棘手的问题之一.如图2所示的“空中列车”作为新型交通工具,能充分利用空中资源,有效减缓地面交通的拥堵.
(1)一列总质量为14吨的“空中列车”,用8个轮子悬挂在水平轨道上,每个轮子的受力面积为125厘米2,则列车对轨道的压强为多少?(g取10牛/千克)
(2)“空中列车”以电为动力,匀速行驶时,每公里耗电约为0.5千瓦时.假设70%的电能用于克服阻力做功,则列车受到的阻力约为多少牛?
解析:(1)空中列车对水平地面的压力等于本身的重力,根据公式P=F/S可求压强.
(2)根据效率公式求出克服阻力做的功,列车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,根据W=Fs求出列车受到的阻力.
答案:(1)m=14吨=14000千克,S=8×125厘米2=0.1米2
F=G= mg=14000千克×10牛/千克=1.4×105牛.
P=F/S=1.4×105牛/0.1米2=1.4×106帕.
(2)W=0.5×3.6×106焦×70% =1.26×106焦.
因为W =Fs,所以f=F=W/s=1.26×106焦/1000米=1260牛
例1十字路口红绿灯设置的时间长短中包含着许多科学道理.
(1)行人在交通路口过马路时,应注意观察绿灯的剩余时间,否则有可能被"困"在路中央.若绿灯倒计时还剩5秒,此时行人要沿斑马线穿过宽为20米的马路,则速度至少多大才能安全通过?
(2)汽车遇红灯在路口等待时,通常是不熄火的,这不但会白白消耗能源,同时还会造成环境污染.有研究显示,汽车不熄火等侯10秒钟,约需消耗汽油11毫升.若在路口等候30秒,消耗的汽油质量约为多少克?(ρ汽袖=0.8×103 kg/m3)
(3)红绿灯设置时间的长短需要考虑的因素很多,下列因素中需要考虑的是 .
(A) 车流量 (B) 道路宽度
(C) 人流量 (D) 时间段
解析:(1)已知路程与运动时间,由速度公式可以求出速度.
(2)先求出消耗汽油的体积,然后由密度公式的变形公式求出汽油的质量.
(3)应根据车与人的流量、道路的宽度、时间段设置红绿灯的时间长短.
答案:(1)v=st=
20米5秒=4 米/秒.
(2)V=3×11亳升=33厘米3,ρ汽油=0.8×103千克/米3=0.8克/厘米3,
因为ρ=m/V,所以m=ρV=0.8克/厘米3×33厘米3=26.4克.
(3)(A)(B)(C)(D)
二、汽车刹车有物理
例2汽车作为一种交通工具在国内已普及.专家提示:汽车轮胎内的气压(胎压)会影响刹车距离.为确保安全,需经常检查胎压.某汽车技术员为了研究胎压对刹车距离的影响,用同一汽车在晴天和雨天环境下,在车速为60千米/时刹车,测试结果如图1所示.
图1
(1)汽车质量为1500千克,有4个轮胎,停在水平地面上时,每个轮胎与地面的接触面积为0.025米2.请计算此时汽车对地面的压强.( g取10牛/千克)
(2)根据测试结果,可以得出在两种环境下胎压对刹车距离的影响是.
(3)胎压对刹车距离的影响主要是胎压不同导致地面对轮胎的阻力不同.该技术员在雨天环境下,对标准胎压的汽车进行测试时,若在刹车过程中汽车受到地面的平均阻力为3000牛,试计算在刹车过程中,汽车克服地面阻力做功多少焦?
解析:(1)停在水平地面上时,汽车的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,再根据压强公式求出对地面的压强.
(2)根据控制变量法分析晴天和雨天、标准胎压和胎压较低时对刹车距离的影响.
(3)根据图象可知在雨天环境下、对标准胎压的汽车进行测试时刹车的距离,根据W=fs求出汽车克服地面阻力做的功.
答案:F =G =mg=1500千克×10牛/千克 = 1.5×104牛,
P = F/S = 1.5×104牛/(4×0.025)米2 = 1.5×105帕.
(2)在车速为60千米/时刹车时,晴天环境胎压对刹车距离影响较小,雨天环境胎压对刹车距离影响较大,胎压较低时,会增大刹车距离
(3)查得雨天环境中,标准胎压下刹车距离为60 米
W = Fs = 3000牛×60 米 = 1.8×105焦
三、解决拥堵有物理
图2
例3交通已经成为许多城市发展最棘手的问题之一.如图2所示的“空中列车”作为新型交通工具,能充分利用空中资源,有效减缓地面交通的拥堵.
(1)一列总质量为14吨的“空中列车”,用8个轮子悬挂在水平轨道上,每个轮子的受力面积为125厘米2,则列车对轨道的压强为多少?(g取10牛/千克)
(2)“空中列车”以电为动力,匀速行驶时,每公里耗电约为0.5千瓦时.假设70%的电能用于克服阻力做功,则列车受到的阻力约为多少牛?
解析:(1)空中列车对水平地面的压力等于本身的重力,根据公式P=F/S可求压强.
(2)根据效率公式求出克服阻力做的功,列车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,根据W=Fs求出列车受到的阻力.
答案:(1)m=14吨=14000千克,S=8×125厘米2=0.1米2
F=G= mg=14000千克×10牛/千克=1.4×105牛.
P=F/S=1.4×105牛/0.1米2=1.4×106帕.
(2)W=0.5×3.6×106焦×70% =1.26×106焦.
因为W =Fs,所以f=F=W/s=1.26×106焦/1000米=1260牛