Question

（2013?武漢模擬）如圖是武漢市歡樂谷的雙木質(zhì)過山車．
（1）小明坐在高速運(yùn)行的過山車上，感到“天旋地轉(zhuǎn)”，這時(shí)他是以

自己

作為參照物的．
（2）過山車的小列車首先是依靠電動(dòng)機(jī)將其推上長(zhǎng)為50m、高30m的斜面頂端，此后依靠

重力勢(shì)

能和

動(dòng)

能的不斷轉(zhuǎn)化，沿著軌道穿梭行駛．
（3）如果電動(dòng)機(jī)的輸出功率為45Kw，將重為3×10⁴N的乘客和小列車推上斜面頂端需要32s，那么此時(shí)斜面的機(jī)械效率是多少？電動(dòng)機(jī)對(duì)小列車的推力是多少牛？

Answer 1

分析：（1）在研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，假定不動(dòng)的物體叫參照物．與參照物相比，物體位置有變化，說明物體在運(yùn)動(dòng)；物體位置沒有變化，說明物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．
（2）影響重力勢(shì)能的因素有質(zhì)量和相對(duì)高度；影響動(dòng)能的因素有質(zhì)量和速度．根據(jù)重力勢(shì)能和動(dòng)能的變化情況判斷能量的轉(zhuǎn)化．
（3）已知重力和高度，根據(jù)公式W=Gh可求有用功的大�。辉倮�用公式W=Pt可求總功；利用公式η=

W有用

W總

可求機(jī)械效率的大�。蛔詈罄�用公式W=Fs可求推力的大�。�

解答：解：（1）坐在高速運(yùn)行的過山車上，感到“天旋地轉(zhuǎn)”，這時(shí)他是以自己（或車廂、或座椅）作為參照物的．
（2）過山車的小列車從低處向高處運(yùn)動(dòng)的過程中速度越來越小、高度越來越大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成重力勢(shì)能；從高處向低處運(yùn)動(dòng)的過程中速度越來越大、高度越來越低，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能．
（3）∵W_有用=Gh=3×10⁴N×30m=9×10⁵J，
W_總=Pt=45×10³W×32s=1.44×10⁶J，
∴η=

W有用

W總

=

9×105J

1.44×106J

=62.5%，
F=

W總

s

=

1.44×106J

50m

=2.88×10⁴N．
故答案為：（1）自己；（2）重力勢(shì)；動(dòng)；（3）此時(shí)斜面的機(jī)械效率是62.5%；電動(dòng)機(jī)對(duì)小列車的推力是2.88×10⁴N．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了力學(xué)中的許多知識(shí)；參照物與物體運(yùn)動(dòng)情況的判斷知識(shí)、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、機(jī)械能中的能量轉(zhuǎn)化知識(shí)可解答．