《2025年暑假总动员八年级物理人教版合肥工业大学出版社》

19. (5分)五一假期,小华同学全家去旅游,在高速公路上看到如图所示的标志牌,小华发现小轿车、大型客车、载货汽车的最高行驶速度不同。爱思考的小华想：为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制? 为什么在同样的道路上,对不同车型设定不一样的最高行驶速度? 请你从“能量”角度用相关知识解释此现象。

答案： 19.解:机动车质量一定,速度越大,动能越大,刹车制动距离越大,容易出现交通事故,所以要限速行驶;在相同的道路上,不同车型的机动车质量不同,速度相同时,质量越大,动能越大,制动距离越大;质量越小,动能越小,制动距离越小;所以当制动距离相同时,不同车型限速应不同。

20. (7分)某校学生乘校车到校外的考点参加中考。校车与学生的总质量为8000kg,车轮与地面的接触总面积为$0.25m^2。$该校车在某段平直公路上匀速行驶9km,用时15min(g取10N/kg)。
(1) 求校车对水平地面的压强。
(2) 若发动机的功率为60kW,求发动机的牵引力。

答案： 20.解:
(1)水平地面受到的压力$F=G=mg=8\ 000\ \text{kg}×$10 N/kg=$8×10^{4}\ \text{N}$,校车对地面压强$p=\frac{F}{S}=\frac{8×10^{4}\ \text{N}}{0.25\ \text{m}^{2}}=$$3.2×10^{5}\ \text{Pa}$。
(2)由$P=\frac{W}{t}$可得,发动机做的功$W=Pt=60×10^{3}\ \text{W}×15×$60 s=$5.4×10^{7}\ \text{J}$,由$W=Fs$可得,发动机的牵引力$F=\frac{W}{s}=$$\frac{5.4×10^{7}\ \text{J}}{9×10^{3}\ \text{m}}=6\ 000\ \text{N}$。

21. (8分)某潜艇正在某一海域进行日常训练。
(1) 下潜过程中,潜艇受到海水压强的变化情况为变大。
(2) 在某一深度,由于潜艇老旧,艇身破裂沉入海底,随后,一打捞船迅速展开救援。如图甲所示,打捞船向海底竖直发射超声波,1.1s后收到回波信号,已知声音在海水中传播速度是1500m/s,海洋该处的深度是825m。
(3) 打捞船利用绳子以0.5m/s的速度竖直向上匀速吊起一块潜艇残骸,绳子拉力F与时间t的关系如图乙所示,已知$\rho_{海水}= 1.1×10^{3}kg/m^{3}$,g取10N/kg,不计海水对残骸的阻力,问：
① 残骸的密度有多大?
② 拉力F功率的最大值有多大?

21.解:
(1)变大
(2)825
(3)①从题图乙中可知残骸的重力为$7.9×10^{3}\ \text{N}$,残骸的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{7.9×10^{3}\ \text{N}}{10\ \text{N/kg}}=790\ \text{kg}$,残骸全部浸没时的拉力$F=$6.8×10³ N,残骸全部浸没所受浮力$F_{浮}=G-F=7.9×10^{3}\ \text{N}-$6.8×10³ N=1.1×10³ N,残骸的体积$V=V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{海水}g}=$$\frac{1.1×10^{3}\ \text{N}}{1.1×10^{3}\ \text{kg/m}^{3}×10\ \text{N/kg}}=0.1\ \text{m}^{3}$,残骸的密度$\rho=\frac{m}{V}=$$\frac{790\ \text{kg}}{0.1\ \text{m}^{3}}=7.9×10^{3}\ \text{kg/m}^{3}$。②根据$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$可知拉力$F$功率最大$P_{\text{max}}=F_{\text{max}}v=$7.9×10³ N×0.5 m/s=3 950 W。

答案： 21.解:
(1)变大
(2)825
(3)①从题图乙中可知残骸的重力为$7.9×10^{3}\ \text{N}$,残骸的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{7.9×10^{3}\ \text{N}}{10\ \text{N/kg}}=790\ \text{kg}$,残骸全部浸没时的拉力$F=$6.8×10³ N,残骸全部浸没所受浮力$F_{浮}=G-F=7.9×10^{3}\ \text{N}-$6.8×10³ N=1.1×10³ N,残骸的体积$V=V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{海水}g}=$$\frac{1.1×10^{3}\ \text{N}}{1.1×10^{3}\ \text{kg/m}^{3}×10\ \text{N/kg}}=0.1\ \text{m}^{3}$,残骸的密度$\rho=\frac{m}{V}=$$\frac{790\ \text{kg}}{0.1\ \text{m}^{3}}=7.9×10^{3}\ \text{kg/m}^{3}$。②根据$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$可知拉力$F$功率最大$P_{\text{max}}=F_{\text{max}}v=$7.9×10³ N×0.5 m/s=3 950 W。