组卷网 > 初中物理综合库 > 力学 > 运动和力 > 二力平衡的条件及应用 > 二力或多力平衡问题
题型:综合题 难度:0.4 引用次数:69 题号:22690936
如图所示,一个很高的水塔中盛放有一定量的水,水塔底部的侧壁接出一个阀门,末端开口竖直向上。工程师设计了一种测量水塔中的水对水塔底部的压强的办法:在开口处放置一个盖板,通过在盖板上放置足够多、足够重的重物来保证盖板和末端开口紧密接触。盖板和末端开口之间分布有压力传感器,能够测量盖板承受的来自末端开口的支持力。测量时,打开阀门,逐步减少重物的重力,直到重力为G时压力传感器示数恰好为0(盖板和水之间能够实现良好的密封,保证整个测量过程中,水塔中的水一直处于静止状态而不会流出)。通过测量末端开口的截面积S,工程师给出水对水塔底部的压强
(1)请你通过受力分析说明工程师这样测量压强的原理(可以通过画图帮助说明)。
(2)请你对工程师的测量方案给出误差分析,至少指出一个可能的误差来源,说明这个误差将会导致结果偏大还是偏小?
(3)请你给出一种对工程师的测量方案的改进:①说明你改进的理由;②给出你需要测量的物理量;③对工程师测得压强的修正的表达式。

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未来的空中“的士”——飞行汽车

“飞行汽车”之梦正照进现实,3月8日在广州某品牌飞行汽车缓缓升空,飞越广州塔等地标性景观后平稳落地,预计两三年内量产。据悉该产品全机身采用碳纤维材料打造,碳纤维材料是一种比普通钢硬度高10倍的超硬材料,仅次于金刚石的硬度,兼顾安全性和轻量化。该飞行汽车不仅可以地面高速行驶,还可以像直升机一样电动垂直起降,实现空中飞行,不需要超长跑道,灵活性高,可远程驾驶或自动驾驶。该飞行汽车采用10个容量“72V 20A•h”的电池作为动力源,充电半小时,续航时间为35分钟。
如图是该型号飞行汽车,下表是它的部分参数。升阻比是指飞行器在飞行过程中,升力与飞行阻力的比值,当飞行器受到的升力大于或等于总重时才能飞行,飞行器飞行时受到的空气阻力f与迎风面积S、飞行速度v的平方均成正比。
该飞行汽车由8相同的旋翼电机组成,旋翼电机的转速可通过“电子调速器”(不计阻值)来改变,从而提供竖直方向和水平方向的多档风力。每台旋翼电机产生竖直方向的升力与风叶转速成正比,对应关系如表二;产生的升力与风叶转速之比叫做“动率”

表一:飞行汽车
自重/kg320最大飞行速度km/h130
升阻比20~40飞行高度/km1km以下
最大载重/kg400旋翼电机总数/台8
表二:每台旋翼电机
风叶转速(r/min)1000
升力/N300
额定电压/V72
(1)碳纤维材料打造全机身,是因为碳纤维具有____小的物理特性;纯电动汽车行驶时极为安静,它减弱噪声的途径是在______(选填“声源处”或“传播途中”);电动汽车的电池是把很多小电池______(选填“串联”或“并联”)在一起来提高驱动电动机的电压;该款飞行汽车“北斗星”定位模块利用_______ 来传递信息。
(2)下列关于该款飞行汽车的说法,正确的是(      )
A.旋翼电机与电子调速器应并联接入电路
B.当飞行汽车飞行过程中受平衡力,则它所受升力一定不做功
C.飞行汽车匀速垂直上升过程中,机械能不变
D.飞行汽车在空中飞行时突然沿水平方向加速,其升阻比将变小
(3)如下图是飞行汽车上的平衡警示局部电路图,其中S为重力开关,金属片M可绕O点自由转动,当飞行汽车水平时,M在ab中间。当它严重左倾时绿灯亮;当它严重右倾时红灯亮。请根据要求补全电路图。____

(4)分析表二数据,当风叶转速为1200r/min时,每台旋翼机动率为___N•min/r。
(5)当该飞行汽车以108km/h的水平速度飞行时,载重为100kg,升阻比为30,则它受到的阻力为___N。充满一次电,70%能量用来水平飞行,最远能飞____km。
2024-05-21更新 | 101次组卷
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【推荐2】小铭将一物体放入液体中,其在液体中的状态如图1所示。该物体由浮球、细绳、重物三部分组成,细绳的体积及质量可以忽略不计,浮球的质量为0.25kg,重物的体积为,排开液体的质量为0.11kg()。

①求该重物在液体中所受的浮力___________
②该液体的密度为___________kg/m3
③在图中对浮球进行受力分析___________(已用“·”表示浮球)
④剪断绳子后,浮球和重物在该液体中的状态如图3所示。已知该液体的密度随温度变化的如图4所示,液体的温度从6℃升高至18℃的过程中,浮球和重物在液体中的状态不变且忽略温度对浮球、重物体积的影响,则浮球所受的浮力将___________,重物所受的浮力将___________。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
2024-05-29更新 | 490次组卷
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【推荐3】电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具。电梯的结构示意图如图一所示。电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧,在电梯空载时,轿厢总重和配重的重力相等。满载上升时,主电动机利用与钢丝绳之间的摩擦提供动力,驱动轿厢。某电梯其相关参数如下表:
额定电压/V额定运行功率/kW额定待机功率/kW轿厢质量/kg最大载重/N
为了安全,电梯设置了超载自动报警系统,工作原理如图二所示,压力传感器置于轿厢内部地面,其电阻R与所受人或货物对它的压力F的关系如图三所示,线圈阻值可忽略。当电流大于A时,启动警报系统,同时无论如何按压运行控制器,电动机均不转动。“运行频次比w”是电梯养护的重要指标,w一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示。

(1)该观光电梯配重的重力为______N。
(2)电梯的载重量越大,电磁铁的磁性越______
(3)当电梯空载时,R0R的电压之比为,当电梯的载重量为N时,电路中的电流为A,则低压控制电路的电源电压是______V。
(4)压力传感器消耗的最大电功率为______W。
(5)该大厦每天营业时间为h,设电梯均在额定功率下工作。经测算,该观光电梯平均每天耗电kWh,则该观光电梯的运行频次w=______
(6)通过推理计算出该电梯的最大载重量为______
2023-03-24更新 | 304次组卷
共计 平均难度:一般