题目:一个质量为5kg的物体在水平地面上以2m/s的速度做匀速直线运动,已知物体受到的滑动摩擦力为重力的0.2倍,求:
(1)物体的重力;
(2)物体做匀速直线运动时受到的摩擦力;
(3)如果物体在水平面上移动了10m,求拉力所做的功和功率。
答案:
(1)物体的重力为$G = mg = 5kg \times 9.8N/kg = 49N$;
(2)物体做匀速直线运动时受到的摩擦力为$f = 0.2G = 0.2 \times 49N = 9.8N$;
(3)拉力做的功为$W = Fs = 9.8N \times 10m = 98J$,功率为$P = \frac{W}{t} = \frac{98J}{2s} = 49W$。
解析:
本题考查了重力的计算、二力平衡条件的应用、功和功率的计算等知识点,关键是知道物体做匀速直线运动时受到的摩擦力等于拉力。
(1)根据重力公式直接计算即可;
(2)物体做匀速直线运动时,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等;
(3)根据功和功率公式直接计算即可。
总结:本题是一道力学综合题,考查了重力的计算、二力平衡条件的应用、功和功率的计算等知识点,难度不大,关键是知道物体做匀速直线运动时受到的摩擦力等于拉力。
答案可能不唯一,仅供参考。
题目:小明家新购进了一台空调,他为了比较两根不同电热丝加热时间的影响,设计了如下实验:将一根电热丝接入电路中,用它给2kg的水加热,使水温升高了5℃,消耗电能1.68×10^{5}J;然后将另一根电热丝接入原电路中,用它给相同的水加热,使水温升高了3℃,消耗电能1.26×10^{5}J。求:
(1)水吸收的热量;
(2)两根电热丝的阻值之比;
(3)若两根电热丝的阻值相等,则两根电热丝加热时间之比是多少?
答案:
(1)水吸收的热量为Q = cmΔt = 4.2 × 10^{3}J/(kg·℃) × 2kg × 5℃ = 4.2 × 10^{4}J。
(2)由题意可知,第一次加热时,电热丝的功率为P_{1} = \frac{W_{1}}{t_{1}} = \frac{1.68 × 10^{5}J}{60s} = 2.8 × 10^{3}W,第二次加热时,电热丝的功率为P_{2} = \frac{W_{2}}{t_{2}} = \frac{1.26 × 10^{5}J}{60s × 30s} = 7 × 10^{2}W。根据欧姆定律可得,两根电热丝的阻值之比为R_{1}:R_{2} = \frac{P_{2}}{P_{1}} = \frac{7 × 10^{2}\Omega}{2.8 × 10^{3}\Omega} = \frac{5}{7}。
(3)若两根电热丝的阻值相等,则两根电热丝加热时间之比为t_{1}:t_{2} = \frac{Q}{P_{1}}: \frac{Q}{P_{2}} = \frac{P_{2}}{P_{1}} × \frac{t_{2}}{t_{1}} = \frac{7 × 10^{2}\Omega × 30s}{2.8 × 10^{3}\Omega × 60s} = \frac{5}{4}。
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1. 标题:明确写出题目,让读者知道具体要解决的问题是什么。例如,“关于重力加速度的测量计算题”。
2. 问题描述:详细描述物理现象或情景,给出必要的背景信息。
3. 已知条件:列出相关的已知量,包括具体的数值和单位。
4. 求解问题:明确写出需要解决的问题,即根据题目描述的现象或情景,需要求出什么量。
5. 给出公式:根据物理现象或情景,选择适当的公式,并注明公式的适用条件。
6. 进行计算:根据公式和已知量,进行计算,得出需要的答案。
7. 答案:给出计算得到的答案,确保答案的单位和数值都正确。
8. 解释结果:如果有必要,可以对结果进行解释和说明,解释结果的意义或与已知量的关系。
9. 参考文献:如果有引用其他资料的内容,列出参考文献,以表示尊重原作者的知识产权。
以下是一个示例:
题目:测量一栋楼房的高度,已知你站在楼顶用气压计测得气压为1012hPa,气压计的刻度均匀,可以精确到0.1hPa。请根据大气压的变化与高度变化的关系,利用气压计测量楼房的高度。
已知条件:
气压计的刻度均匀,可以精确到0.1hPa。
大气压随高度的增加而减小。
楼房的高度为x米。
求解问题:
求楼房的高度x。
根据大气压的变化与高度变化的关系,气压计的读数与楼房高度之间的关系为:
气压差 = 大气压 - 气压计刻度 / 气压计高度
其中,气压差是随着楼房高度的变化而变化的。根据大气压随高度的增加而减小的规律,我们可以得到一个近似公式:
ΔP = -gΔh / R_atm
其中ΔP是气压差的变化量,g是重力加速度,Δh是楼房高度的变化量,R_atm是大气压强。
将这个近似公式代入气压差的表达式中,得到:
ΔP = (1012 - ΔP/0.1) / x
其中ΔP是气压计的读数变化量。两边同时乘以x,得到:
xΔP = (1012 - ΔP) / 0.1 = (1012 - 0.1ΔP) / x^(-1)
将楼房高度x代入上式中,得到:
x = (1012 - ΔP) / (g × 0.1) = (1012 - 0.1ΔP) / g × (ΔP/x) = (R_atm × 10^5) / g × (ΔP/x^2) = (P_atm × h) / g × (ΔP/x^2) = (P_atm × x^2) / g × ΔP = P_atm × x^2 / (g × 0.1ΔP) = P_atm × x^2 / (R_atm × 0.001)
所以,楼房的高度x约为(P_atm × x^2)米。其中ΔP是气压计的读数变化量,可以通过实际测量得到。答案为(P_atm × x^2)米。
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