Question

7．位于焦作市內(nèi)的青龍峽景區(qū)有“中國第一大峽谷”之美譽(yù)．如圖所示，景區(qū)內(nèi)的青龍山索道上、下高度差為280m，單個吊籃滿載后的總質(zhì)量為600kg，單程運(yùn)行時間為14min，以單個吊籃滿載為例，請回答并計算：（g=10N/kg）
（1）吊籃從索道最低處勻速運(yùn)行到最高處的過程中，吊籃的動能不變，機(jī)械能增大．（選填“增大”、“減小”或“不變”）
（2）當(dāng)?shù)趸@沿水平方向勻速運(yùn)行時，一位游客不小心使手中的飲料瓶脫手而下，不計空氣阻力，坐在吊籃中的游客看到飲料瓶在自己的正下方（選填、“后”、“前”或“正下”）．
（3）若吊籃與索道的接觸面積為0.02m²，索道上掛吊籃處的鋼索承受的壓強(qiáng)是多少？
（4）若吊籃從索道最高處運(yùn)行到最低處，重力做功的功率為多少？

Answer 1

分析 （1）影響動能的影響因素是物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和物體的高度，其中動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能．在分析各個能量的變化時，根據(jù)各自的影響因素進(jìn)行分析．
（2）一切物體都有保持原來運(yùn)動狀態(tài)不變的屬性，即慣性，從吊籃中掉下的飲料瓶也有慣性，在水平方向以原來的速度向前運(yùn)動．
（3）吊籃對索道的壓力等于其滿載后的重力，利用G=mg求出吊籃滿載后的總重力，再利用p=$\frac{F}{S}$求解壓強(qiáng)；
（4）利用W=Gh求出重力做的功，然后利用P=$\frac{W}{t}$求解功率．

解答 解：（1）吊籃從索道最低處勻速運(yùn)行到最高處的過程中，質(zhì)量不變，速度不變，動能不變，高度增加，勢能增大，機(jī)械能增大；不變  增大---------（2分）
（2）吊籃沿水平方向勻速運(yùn)行，從吊籃中掉下的飲料瓶由于慣性，在水平方向以原來的速度向前運(yùn)動．所以，坐在吊籃中的游客看到飲料瓶在自己的正下方；
（3）吊籃對鋼索的壓力F=G=mg=600kg×10N/kg=6×10³N，
索道上掛吊籃處的鋼索承受的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{6×1{0}^{3}N}{0.02{m}^{2}}$=3×10⁵pa；
（4）重力做功：W=Gh=6×10³N×280m=1.68×10⁶J，
功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{14×60s}$=2000W．
答：（1）不變；增大；
（2）正下；
（3）索道上掛吊籃處的鋼索承受的壓強(qiáng)是3×10⁵pa；
（4）若吊籃從索道最高處運(yùn)行到最低處，重力做功的功率為2000W．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對能量轉(zhuǎn)化、慣性、壓強(qiáng)的計算、功和功率的計算的理解和掌握，是一道綜合性很強(qiáng)的題目，本題關(guān)鍵：一是知道吊籃對索道的壓力等于其滿載后的重力；二是公式的熟練運(yùn)用．