题目
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题目解答
答案
解析
考查要点：本题综合考查能量转换、力学平衡、弹簧测力、图像分析及热学计算。
解题思路：
- 能量转换：刹车片摩擦生热、动能与内能转化；
- 力学分析：弹簧测力与平衡状态、杠杆原理；
- 图像处理：根据数据描点连线；
- 热学计算：能量守恒与热值公式结合。
关键点：
- 摩擦生热的本质是做功改变内能；
- 弹簧弹力与形变量成正比；
- 杠杆支点判断与力臂关系；
- 能量守恒中总能量包含机械能与电能。
(1) 刹车片内能增加方式与实验现象
关键：摩擦生热与压力分布。
- 刹车片内能增加：刹车片与轮毂摩擦做功，机械能转化为内能。
- 水渍大小：硬板凳更硬，篮球形变小，弹性势能储存少，回弹时对水渍挤压更小，故右侧水渍较小的是硬板凳。
(2) 自动驾驶汽车性质判断
关键：
- B选项正确：低速挡增大牵引力（功率一定时，速度减小，牵引力增大）；
- A错误：S型轨迹改变路程，但无法省功（功与路径无关）；
- C错误：滑行时机械能转化为内能；
- D错误：静止时弹簧形变量相同，弹性势能相等。
(3) 车轮过石块的支点与牵引力
关键：
- 支点为O2：石块与地面接触点；
- 石块越高，阻力臂越长，需更大牵引力F1。
(4) 加速时传感器示数变化
关键：
- 滑块后移：加速时惯性使滑块向后，B示数减小（8N），A示数增大；
- 总弹力守恒：原总弹力20N，加速后总弹力仍为20N，故A示数为12N。
(5) W-v关系图像
关键：按表格数据描点（5,0.2）、（10,0.8）、（17.5,2.45）、（20,3.2）、（25,5），平滑连线。
(6) 燃油质量计算
关键：
- 总能量：$W_{\text{总}} = W_{\text{机械}} + W_{\text{电}} = 3.2 \times 10^6 \, \text{J} + 6 \times 10^5 \, \text{J} = 3.8 \times 10^6 \, \text{J}$；
- 燃油释放能量：$Q = \frac{W_{\text{总}}}{\eta} = \frac{3.8 \times 10^6}{0.4} = 9.5 \times 10^6 \, \text{J}$；
- 质量计算：$m = \frac{Q}{q} = \frac{9.5 \times 10^6}{4 \times 10^7} = 0.235 \, \text{kg}$。