分类汇编:综合计算题
1.(201潍坊)8如图所示是一种常见的封闭电热水袋,其性能参数如表中所示。已知电热
水袋加热效率为80%,水的比热容c=4.2×10J/(kg?℃),水的密度ρ=1.0×10kg/m.将袋内20℃的水加热到自动断电,求: (1)袋内水吸收的热量 (2)需要的加热时间
额定电压 220V 袋内充水 1.0L 额定加热功率 400W 自动断电温度 60℃ 3
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解:(1)由ρ=可得袋内水的质量:m=ρ水V=1.0×10kg/m×1.0×10=1kg,
袋内水吸收的热量:
Q=cm(t﹣t0)=4.2×10J/(kg?℃)×1kg×(60℃﹣20℃)=1.68×10J;
(2)由η=可得消耗电能:W=
=
=2.1×10J,
=525s。
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由P=可得,需要的加热时间:t==
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答:(1)袋内水吸收的热量为1.68×10J;(2)需要的加热时间为525s。
2.(2018?青岛)探究小球在斜面上的运动规律如图甲所示,小球以初速度20m/s从A点沿着足够长的光滑斜面滑下,它在斜面上的速度ν随时间t均匀变化。实验数据如下表
t/s ﹣10 0.1 0.2 3.0 0.3 3.5 0.4 4.0 0.5 4.5 0.6 5.0 v/(m.s) 2.0 2.5 (1)根据表中数据,在图乙中描点并画出小球的v﹣t图象。 (2)小球的运动速度v与时间t的关系式为v= 5m/st+2.0m/s ;
(3)如图丙所示,以速度v1做匀速直线运动的物体在时间t内通过的路程是s1=v1t1,它可以用图线与时间轴所围矩形(阴影部分)的面积表示。同样,图乙中图线与时间轴所围图形的面积,也能表示这个小球在相应时间t內通过的路程s。上述小球从A点沿光滑斜面滑下,
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在时间t内通过的路程的表达式为s= 2.0m/s×t+5m/st 。
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【分析】(1)根据表中数据,由描点法作图;
(2)由上图知,小球的运动速度v与时间t的关系式为一次函数关系,设为v=kt+b,将表中前2组数据,代入①得出k和b,得出小球的运动速度v与时间t的关系式;
(3)图乙中图线与时间轴所围图形的面积表示这个小球在相应时间t內通过的路程s。根据梯形面积公式写出在时间t内通过的路程的表达式为s。
【解答】解:(1)根据表中数据,在坐标系中找出对应的点,然后连接起来,如下图1所示:
(2)由上图知,小球的运动速度v与时间t的关系式为一次函数关系,设为v=kt+b﹣﹣﹣﹣①,将表中前2组数据,代入①式有: 2.0m/s=b﹣﹣﹣﹣﹣③ 2.5m/s=k×0.1s+b﹣﹣﹣﹣﹣④ 由③④得:k=5m/s,
小球的运动速度v与时间t的关系式为: v=5m/st+2.0m/s;
(3)图乙中图线与时间轴所围图形的面积,也能表示这个小球在相应时间t內通过的路程s,即如上图2梯形ABCD的面积:
S梯形ABCD=(BC+AD)×CD×=(2.0m/s+5m/st+2.0m/s)×t×=2.0m/s×t+5m/st, s=2.0m/s×t+5m/st。 故答案为:(1)如图1所示;
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(2)5m/st+2.0m/s; (3)2.0m/s×t+5m/st。
3.(临沂)2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m(ρ水=1.0×10kg/m,g=10N/kg)。求:
(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是多少?
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?
解:(1)飞机静止在跑道上,对跑道的压力为: F=G=mg=51×10kg×10N/kg=5.1×10N; 则飞机对跑道的压强为: p==
=8.5×105Pa;
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(2)飞机的最大飞行速度为560km/h, 由v=得,飞机所需的最短时间为: t==
=2.5h;
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,由漂浮条件可得F浮=G飞机, 由阿基米德原理可得,飞机受到的浮力为:F浮=G排, 所以,可得此时飞机的重力为:
G飞机=G排=m排g=46×10kg×10N/kg=4.6×10N; 水对舱底的压强为:
p=ρ水gh=1.0×10kg/m×10N/kg×1.5m=1.5×10Pa 答:(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是8.5×10Pa;
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