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12. 如图是一辆空载时质量为2 t的鲜奶运输车,运输车装满牛奶后,在平直公路上匀速行驶时,受到的摩擦力为总重的$\frac{1}{5}$. g取10 N/kg,求:
(1)运输车装满牛奶后,牛奶受到的重力.
(2)运输车装满牛奶后,水平地面对运输车的支持力.
(3)运输车的牵引力的大小.

(1)运输车装满牛奶后,牛奶受到的重力.
(2)运输车装满牛奶后,水平地面对运输车的支持力.
(3)运输车的牵引力的大小.
答案:
(1) 5.2×10⁴ N
(2) 7.2×10⁴ N
(3) 1.44×10⁴ N 解析:
(1) 由图可知运输车的容积V = 5 m³,牛奶的密度ρ = 1.04×10³ kg/m³,运输车装满牛奶后牛奶的质量m牛奶 = ρV = 1.04×10³ kg/m³×5 m³ = 5.2×10³ kg,则牛奶的重力G牛奶 = m牛奶g = 5.2×10³ kg×10 N/kg = 5.2×10⁴ N.
(2) 运输车装满牛奶后的总质量m总 = m车 + m牛奶 = 2×10³ kg + 5.2×10³ kg = 7.2×10³ kg,总重力G总 = m总g = 7.2×10³ kg×10 N/kg = 7.2×10⁴ N,在竖直方向上,运输车受到的支持力F支与G总是一对平衡力,则F支 = G总 = 7.2×10⁴ N.
(3) 由题意知,运输车装满牛奶后,在平直公路上匀速行驶时受到的摩擦力f = 1/5G总 = 1/5×7.2×10⁴ N = 1.44×10⁴ N,运输车在平直公路上匀速行驶,牵引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以运输车的牵引力F牵 = f = 1.44×10⁴ N.
(1) 5.2×10⁴ N
(2) 7.2×10⁴ N
(3) 1.44×10⁴ N 解析:
(1) 由图可知运输车的容积V = 5 m³,牛奶的密度ρ = 1.04×10³ kg/m³,运输车装满牛奶后牛奶的质量m牛奶 = ρV = 1.04×10³ kg/m³×5 m³ = 5.2×10³ kg,则牛奶的重力G牛奶 = m牛奶g = 5.2×10³ kg×10 N/kg = 5.2×10⁴ N.
(2) 运输车装满牛奶后的总质量m总 = m车 + m牛奶 = 2×10³ kg + 5.2×10³ kg = 7.2×10³ kg,总重力G总 = m总g = 7.2×10³ kg×10 N/kg = 7.2×10⁴ N,在竖直方向上,运输车受到的支持力F支与G总是一对平衡力,则F支 = G总 = 7.2×10⁴ N.
(3) 由题意知,运输车装满牛奶后,在平直公路上匀速行驶时受到的摩擦力f = 1/5G总 = 1/5×7.2×10⁴ N = 1.44×10⁴ N,运输车在平直公路上匀速行驶,牵引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以运输车的牵引力F牵 = f = 1.44×10⁴ N.
13. 如图所示,水平桌面足够长,不计绳重以及滑轮与轴的摩擦. 已知物体A重10 N,物体B重3 N,此时物体A刚好向右做匀速直线运动;再用水平向左的力F拉物体A,使其向左沿直线运动. 下列说法正确的是 ( )

A. 物体A向右匀速运动时,绳子对B的拉力与B的重力是一对相互作用力
B. 物体A向右匀速运动时,它受到的摩擦力等于10 N
C. 若物体A向左匀速运动,它受到的拉力F等于6 N
D. 若物体A向左减速运动,它受到的滑动摩擦力大于3 N
A. 物体A向右匀速运动时,绳子对B的拉力与B的重力是一对相互作用力
B. 物体A向右匀速运动时,它受到的摩擦力等于10 N
C. 若物体A向左匀速运动,它受到的拉力F等于6 N
D. 若物体A向左减速运动,它受到的滑动摩擦力大于3 N
答案:
C 解析:绳子对B的拉力与B的重力作用在同一物体上,所以不是一对相互作用力,故A错误;物体A向右匀速运动时,在水平方向上受到绳子向右的拉力和向左的摩擦力作用,绳子对A的拉力等于B的重力,即F右 = GB = 3 N,因物体A处于匀速直线运动状态,则摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,即f左 = F右 = 3 N,故B错误;物体A水平向左运动和水平向右运动时,由于对桌面的压力不变、接触面粗糙程度不变,物体A受到的摩擦力大小不变,所以物体A水平向左匀速运动时,受到水平向右的摩擦力f右 = f左 = 3 N,物体A水平向左匀速运动时,在水平方向上受到向左的拉力、向右的拉力和摩擦力,物体A处于平衡状态,受平衡力的作用,则水平向左的拉力F左 = F右 + f右 = 3 N + 3 N = 6 N,故C正确;物体A向左减速运动时,由于对桌面的压力和接触面粗糙程度不变,物体A受到的摩擦力大小不变,还是3 N,故D错误.
·易错警示·
本题的重点是摩擦力大小的判断,根据摩擦力大小的影响因素,判断出物体A向左和向右运动所受的摩擦力大小不变,再根据物体A做匀速直线运动,利用平衡力条件求出拉力大小.
·易错警示·
本题的重点是摩擦力大小的判断,根据摩擦力大小的影响因素,判断出物体A向左和向右运动所受的摩擦力大小不变,再根据物体A做匀速直线运动,利用平衡力条件求出拉力大小.
14. 新趋势 学科融合(2024·山西大同期考)阅读短文,回答问题.
如图所示是我国深圳光启公司生产的一款单人背包式飞行器,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油发动机提供动力,带动两个螺旋桨转动,飞行员通过控制操纵杆改变螺旋桨的方向、转速,实现进退、上下、左右及俯仰飞行. 该飞行器还采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待下一步操作;还使用与F1赛车相同类型的驾驶舱,可以在撞击时保护飞行员的安全,还配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而可以避免驾驶者快速落地而造成伤害. 该飞行器因此跻身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列.
(1)该飞行器通过螺旋桨转动可以实现飞行,它的工作原理是利用力的作用是______的. 请你分析并想象,它在月球上______(选填“可以”或“不可以”)飞行.
(2)飞行器在空中悬停时,受到的力______(选填“是”或“不是”)平衡力.
(3)如果不计空气对飞行器的阻力,飞行器匀速上升时的升力______(选填“大于”“等于”或“小于”)匀速下降时的升力.

如图所示是我国深圳光启公司生产的一款单人背包式飞行器,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油发动机提供动力,带动两个螺旋桨转动,飞行员通过控制操纵杆改变螺旋桨的方向、转速,实现进退、上下、左右及俯仰飞行. 该飞行器还采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待下一步操作;还使用与F1赛车相同类型的驾驶舱,可以在撞击时保护飞行员的安全,还配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而可以避免驾驶者快速落地而造成伤害. 该飞行器因此跻身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列.
(1)该飞行器通过螺旋桨转动可以实现飞行,它的工作原理是利用力的作用是______的. 请你分析并想象,它在月球上______(选填“可以”或“不可以”)飞行.
(2)飞行器在空中悬停时,受到的力______(选填“是”或“不是”)平衡力.
(3)如果不计空气对飞行器的阻力,飞行器匀速上升时的升力______(选填“大于”“等于”或“小于”)匀速下降时的升力.
答案:
(1) 相互 不可以
(2) 是
(3) 等于
解析:
(1) 该飞行器通过螺旋桨向下吹空气,空气也会给螺旋桨一个向上的力,从而使飞行器升空,实现飞行,利用了力的作用是相互的原理;由于月球表面是真空状态,没有空气,所以飞行器在月球上无法飞行.
(2) 飞行器在空中悬停时,处于平衡状态,受到的力是平衡力.
(3) 不计空气对飞行器的阻力,飞行器匀速上升和匀速下降时均处于平衡状态,所受的力为平衡力,上升时的升力和下降时的升力大小都等于飞行器的重力,所以飞行器匀速上升时的升力等于匀速下降时的升力.
(1) 相互 不可以
(2) 是
(3) 等于
解析:
(1) 该飞行器通过螺旋桨向下吹空气,空气也会给螺旋桨一个向上的力,从而使飞行器升空,实现飞行,利用了力的作用是相互的原理;由于月球表面是真空状态,没有空气,所以飞行器在月球上无法飞行.
(2) 飞行器在空中悬停时,处于平衡状态,受到的力是平衡力.
(3) 不计空气对飞行器的阻力,飞行器匀速上升和匀速下降时均处于平衡状态,所受的力为平衡力,上升时的升力和下降时的升力大小都等于飞行器的重力,所以飞行器匀速上升时的升力等于匀速下降时的升力.
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