第十一讲 应用计算(一)
1．地震波是一种由地震震源发出，在地球内部传播的波．地震波分为主波、次波和表面波，纵向震动的地震波称为主波，横向震动的地震波称为次波．主波比其它地震波运动得更快，主波的传播速度是／s，次波传播的速度是／s．四川汶川大地震发生时，我市也有震感． 已知汶川到我市的直线距离约为， 则该地震波主波比次波早多长时间传到我市?
2．今年5月12 日的汶川大地震，牵动了亿万中国人的心．在震后的救灾工作中，科学的搜救方法非常重要．有一种被称为“气垫”的工具发挥了很大的作用，这种气垫比枕头大不了多少，表面还有防滑网纹，没充气时瘪瘪的，只要有的缝隙就能把它塞进去．
(1)气垫的表面有防滑网纹，这是为了增大摩擦还是减小摩擦?
(2)某次搜救过程中，用气瓶把气垫里面的气压加到8个大气压时，“气鼓鼓”的垫子顶起了楼板，此时气垫和楼板的接触面积为2，则气垫对楼板的作用力是多大?(取1个大气压为l×l05Pa)
3．小文同学在“测定滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的装置匀速吊起钩码，并记录了如下实验数据：
根据实验数据，小文同学计算机械效率的过程如下：
有用功 W有用=(G1+G2)h=(4十0.4) ×0.1J=0.44J
总功 W总=FS= 1. 6 ×0.3J=0. 48J
机械效率：
答：当匀速吊起4N重的钩码时，该滑轮组的机械效率约为91.7％．
小文同学的计算过程是否正确？如有错误，请在下方空白处写出错误之处并对滑轮组的机械效率作出正确解答．
4．在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体．下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息．
(1)通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在右边虚线框中画出该滑轮组的组装示意图．
(2)用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升时，拉力做的总功为多少?
5．为增加学生的国防知识，阳湖中学九(2)班同学到东海舰队参观某型号潜水艇．潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造，最大下潜深度可达.潜水艇的总体积为1. 5×， 艇内两侧有水舱，潜水艇截面如图所示．通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重，从而使其下沉或上浮．（海水密度为1. 03 ×/m3, g取10N/kg)
(1)水舱未充海水时，潜水艇总重量为9.27 ×106 N,此时，漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是多少？
(2)为使潜水艇完全潜人海水中，至少应向水舱充人海水的重量是多少？
(3)潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造的原因是什么？
6．如图是举重运动员小宇自制的训练器械，轻杆AB长，可绕固定点O在竖直平面内自由转动，A端用细绳通过滑轮悬挂着体积为0．的沙袋，其中OA=，在B端施加竖直向上600N的作用力时，轻杆AB在水平位置平衡，试求沙子的密度．（g取10N／kg，装沙的袋子体积和质量、绳重及摩擦不计）
7．玻璃是由炽热的玻璃液体冷却后形成的。受油滴能在水面均匀分布开来的启发，科研人员发明了一种制取平板玻璃的方法。其主要过程是让玻璃液体浮于某溶液表面上，冷凝后用真空吸盘吊运，如图所示。(g=l0N／kg)
(1)该方法的关键是能否找到会浮起玻璃液体的一种溶液，你认为这种溶液应具备怎样的物理特征?(说出两点)
(2)一块密度为2.5×/m3，体积为1.5×10的平板玻璃，冷凝后用真空吸盘吊运转送，若当时大气压为l×l05Pa，则吸盘的面积至少是多少?
(3)将上述玻璃板提升，需克服重力做多少功?
8．如图所示的电动观光车，有关技术参数如下表
根据技术参数，求解下列问题：（g取10N／kg）
（1）设乘员质量均为，求满载时车对水平路面的压强；
（2）电动机以额定功率工作半小时消耗多少电能？电动机对外做了多少功？若这一过程中，观光车以／h的速度沿水平路面匀速行驶，求车在行驶过程中受到的阻力．
9．为了测定某额定功率为1000w的电热水器的效率，物理兴趣小组的同学在热水器中加了的水，让热水器正常工作，并绘制出通电加热过程中水温随时间的变化情况图，求：
(1)加热2min，水的温度升高了多少℃?
(2)加热6min，水吸收了多少热量?
(3)电热水器的效率是指水吸收的热量与电热水器放出的热量之比，该热水器正常工作时的效率为多少?
10．随着“西气东输”，天然气进入扬州市民家庭，小明家已经开始使用天然气了．小明家原来就有个电磁炉，小明想究竟使用哪种能源更划算呢？小明开始实验并收集有关数据：
(1)小明在水壶里放入３、的水，记录下当时的气量表示数是３；随后点火并将火调至最大烧水，开始同步计时；当水烧至沸腾时，气量表读数为３，需时24min．小明查到天然气热值约为4．0×107Ｊ/m３，单价2．2元/m３．烧开这壶水，水需要吸收多少热量?小明家天然气炉具的效率是多少？［1标准大气压，c水＝4．2×103J／(kg·℃)］
(2) 小明又取相同的水在电磁炉上加热，使用功率为1000W档正常工作将水加热至沸腾，需时30min．扬州的电费价格为0．5元／度．使用电磁炉烧开这壶水，需消耗多少电能？花费多少电费？
(3)你建议小明家使用哪种能源？请说明2点理由．
11．如图所示，电源电压U=6V，电阻R1=4，R2=6．
(1)当开关S闭合后，电流表示数为多少?
(2)当开关S闭合后，电阻R1在10s内消耗的电能为多少?
(3)若将两电阻并联后接入原电路，当开关S闭合后，电路的总功率为多少?
参考答案
1．120s 2．（1）增大摩擦 （2）l×l05 N 3．有用功计算有错 83.3℅ 4．（1）3．图略 （2）900J 5．（1）9×l （2）6.18×l06 N (3)液体内部的压强随深度的增大而增大 6．2×l/m3 7．（1）溶液的密度大于玻璃的密度，沸点高于炽热玻璃液体的温度等 (2) 3.75×l0 (3)375 J 8．（1）l.84×l05 Pa （2）7.2×l06 J 5.76×l06 J 320 N 9．（1） （2）2.52×l05 J （3）70℅ 10．（1）1.68×l06 J 30℅ (2)0.5kW•h 0.25元 （3）建议使用电磁炉 电磁炉效率为93℅，效率高；天然气费用0.31高，使用天然气会放出二氧化碳气体，使用电能比较清洁 11．（1） （2）14.4J （3）15W