Question

（1）如圖1，作為滬漢蓉通道的重要組成部分的合武客運(yùn)專線，從2009年4月1日起首次開(kāi)行8對(duì)時(shí)速為250公里的動(dòng)車組列車．這種列車的車頭采用了如圖所示的流線型，可以減小運(yùn)行時(shí)的

阻力（或“空氣阻力”、“摩擦力”、“摩擦阻力”等）

．動(dòng)車組列車采用了“再生制動(dòng)”技術(shù)，即列車在減速過(guò)程中，由于列車具有

慣性

，繼續(xù)行駛并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，把

機(jī)械（動(dòng)）

能轉(zhuǎn)化為

電

能，并返回電網(wǎng)．
（2）如圖2所示，三枚大頭針插在水平臺(tái)上，上放一枚硬幣，緊貼硬幣上表面使勁吹氣，發(fā)現(xiàn)硬幣被拋起來(lái)了．這是因?yàn)榱黧w的壓強(qiáng)與

流體的速度

有關(guān)，吹氣使硬幣上方空氣的壓強(qiáng)

變小

（填“變大”、“不變”或“變小”）．
（3）小華準(zhǔn)備參加玩具賽車比賽，他運(yùn)用如圖3所示的電路來(lái)挑選一只能量轉(zhuǎn)換效率較高的電動(dòng)機(jī)．設(shè)電池的電壓為6V恒定不變，他先用手捏住電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸，使其不轉(zhuǎn)動(dòng)，閉合開(kāi)關(guān)后讀出電流表的讀數(shù)為2A，則電動(dòng)機(jī)線圈電阻為

3Ω

；電動(dòng)機(jī)的功率為

12W

；然后放手，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，又讀出電流表的讀數(shù)為0.6A，則該玩具電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)1min產(chǎn)生的熱量為

64.8J

，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為

70%

．
（4）如圖4所示在F=10N力的作用下，重30N的物體以10cm/s的速度在水平面上勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力F的功率為

0.5W

；5秒內(nèi)重力對(duì)物體做的功為

0J

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)“車頭采用流線型設(shè)計(jì)”的造型，利用減小摩擦的方法去分析此題；然后利用慣性知識(shí)和能量轉(zhuǎn)化的角度去分析后兩個(gè)空．
（2）流體的壓強(qiáng)跟流速有關(guān)，流速越大，壓強(qiáng)越小．從硬幣的上下空氣流動(dòng)速度不同入手，結(jié)合流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系即可解決此題．
（3）當(dāng)電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)可看作純電阻，由歐姆定律可求得電阻；由功率公式可求得功率；正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只能由焦耳定律求出熱量，由效率公式可求得機(jī)械效率．
（4）此滑輪為動(dòng)滑輪，拉力F是物體A所受拉力的2倍，拉力F移動(dòng)的距離是物體A移動(dòng)距離的一半，所以拉力的速度為物體運(yùn)動(dòng)速度的一半，已知拉力F的大小和物體A的運(yùn)動(dòng)速度，根據(jù)公式P=FV可求拉力的功率，物體在重力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，所以重力對(duì)物體不做功．

解答：解：（1）車頭采用流線型設(shè)計(jì)，運(yùn)行時(shí)可以減小摩擦（阻力）；
由于一切物體都具有慣性，所以列車在減速過(guò)程中，不能立刻停下，列車由于具有慣性，繼續(xù)行駛，由于列車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)，這樣帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，此時(shí)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并返回電網(wǎng)．
故答案為：阻力（或“空氣阻力”、“摩擦力”、“摩擦阻力”等）；慣性；機(jī)械（動(dòng)）；電．
（2）緊貼硬幣上表面使勁吹氣使硬幣上方的空氣流速大，壓強(qiáng)變小，硬幣下方的空氣流速小，壓強(qiáng)大，硬幣受到一個(gè)豎直向上的壓力差，所以硬幣就被拋起來(lái)了．
故答案為：流體的速度；變小．
（3）電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)：由I=

U

R

得：R=

U

I

=

6V

2A

=3Ω；
由焦耳定律可得轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的熱量：Q=I²Rt=（0.6A）²×3Ω×60s=64.8J
相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能為：W=UIt=6V×0.6A×60s=216J
則機(jī)械效率為：η=

W-Q

W

×100%=

216J-64.8J

216J

×100%=70%．
故答案為：3Ω，12W，64.8J，70%．
（4）拉力F的運(yùn)動(dòng)速度為V=

V物

2

=

10cm/s

2

=5cm/s=0.05m/s，
所以拉力F的功率為P=FV=10N×0.05m/s=0.5W，
物體在重力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，所以重力對(duì)物體不做功．
故答案為：0.5W；0J．

點(diǎn)評(píng)：（1）此題綜合了增大或減小摩擦的方法，慣性知識(shí)，能量轉(zhuǎn)化的角度等知識(shí)點(diǎn)，知道任何物體在任何情況下都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)是解釋?xiě)T性現(xiàn)象的關(guān)鍵．
（2）明確硬幣上下的空氣流速和壓強(qiáng)的變化是解題的關(guān)鍵．
（3）在非純電阻電路中，電功W=UIt及焦耳定律Q=I²Rt分別用來(lái)求出消耗的電能和發(fā)熱量．
（4）本題考查功率和功的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要知道影響做功的條件是有力作用在物體上和物體在力的方向上移動(dòng)距離，還要注意單位的換算