美國建筑師凱文•朔普費爾設(shè)計出了一種能漂浮在水中的城市(如圖所示),漂浮城市裝有動力裝置,可以移動。該漂浮城市三角形建筑的主體結(jié)構(gòu)是中空的,強風(fēng)能從中通過,可以確保當(dāng)颶風(fēng)來臨時,把颶風(fēng)對建筑的破壞降至最低。該漂浮城市高達360m,占地270萬平方米,可容納多達4萬居民。酒店、商店只要是普通城市有的,這里都一應(yīng)俱全。漂浮城市的表面安裝有太陽能電池板,接收太陽能的功率為8.0×108W.(g取10N/kg)請回答下列問題:

(1)假若某班級有50位中學(xué)生從岸上進入漂浮城市參觀,每位中學(xué)生的平均質(zhì)量為50kg.則漂浮城市受到的浮力增加了多少? 漂浮城市排開水的體積增加了多少?

(2)若三角形建筑空洞的面積為2.0×104m2,某次颶風(fēng)正好垂直于空洞的表面吹入,1s鐘流入空洞的空氣質(zhì)量是1.92×106kg.該地的空氣密度是1.2kg/m3.則颶風(fēng)的風(fēng)速是多少m/s.

(3)若電池板吸收的太陽能只用來提供推動漂浮城市前進所需的能量,漂浮城市在平靜的水面上沿直線運動,運動過程中受到的阻力不變。從某一時刻開始,漂浮城市受到水平方向的牽引力F隨運動時間t的變化關(guān)系如下圖甲所示,漂浮城市的運動速度v與時間t的關(guān)系如下圖乙所示。

①漂浮城市從第50s鐘到100s鐘內(nèi)牽引力做的功為多少J.

②漂浮城市在勻速運動過程中,太陽能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為多少。

練習(xí)冊系列答案
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