Question

過(guò)山車是一種富有刺激性的娛樂(lè)工具，它的運(yùn)動(dòng)包含了許多科學(xué)原理．六一節(jié)小柯第一次乘坐過(guò)山車．
（1）小柯坐在過(guò)山車上，感到天旋地轉(zhuǎn)，這時(shí)他是以______作為參照物的．
（2）過(guò)山車的設(shè)計(jì)者通過(guò)計(jì)算受力因子，來(lái)衡量座椅施加給游客的力，讓這些力既使游客感到刺激又不會(huì)受傷．
受力因子=
小柯同學(xué)的質(zhì)量為50千克，當(dāng)他坐在過(guò)山車上行駛到軌道底部時(shí)，受力因子為2如果此時(shí)他與座椅的接觸面積為500厘米²，求此時(shí)他對(duì)座椅的壓強(qiáng)．（g取10牛/千克）
（3）開(kāi)始時(shí)，過(guò)山車車廂需先被機(jī)械裝置推上坡頂．小柯同學(xué)坐完過(guò)山車后，向管理員了解到如圖所示的一組數(shù)據(jù)．請(qǐng)你幫助小柯計(jì)算一下，整列車廂從底端被推到斜坡頂端時(shí)推力所做的功．（不計(jì)車廂的長(zhǎng)度）

Answer 1

【答案】分析：（1）研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須事先選定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的物體，這個(gè)事先被選作標(biāo)準(zhǔn)的物體叫參照物．如果被研究的物體相對(duì)于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置發(fā)生了改變，則是運(yùn)動(dòng)的；如果被研究的物體相對(duì)于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置沒(méi)有發(fā)生了改變，則是靜止的．
（2）根據(jù)小柯的質(zhì)量求出他的重力，根據(jù)受力因子為2可求出此時(shí)他對(duì)座椅的壓力為其自身重力的2倍，然后利用壓強(qiáng)公式p=即可求出他對(duì)座椅的壓強(qiáng)．
（3）利用W=FS，將沿斜坡的推力和斜坡的長(zhǎng)代入即可求出整列車廂從底端被推到斜坡頂端時(shí)推力所做的功．
解答：解：（1）小柯坐在過(guò)山車上，以自己作為參照物他與天空和地面之間的相對(duì)位置發(fā)生了改變，天空和地面是不斷運(yùn)動(dòng)的，所以會(huì)感到天旋地轉(zhuǎn)．
故答案為：自己．
（2）小柯的重力為：
G=mg=50kg×10N/kg=500N，
他對(duì)座椅的壓力為：
F=2G=2×500N=1000N，
他對(duì)座椅的壓強(qiáng)為：
p===20000Pa；
答：此時(shí)他對(duì)座椅的壓強(qiáng)為20000Pa．
（3）整列車廂從底端被推到斜坡頂端時(shí)推力所做的功為：
W=FS=15000N×50m
=7.5×10⁵J．
答：整列車廂從底端被推到斜坡頂端時(shí)推力所做的功為7.5×10⁵J．
點(diǎn)評(píng)：此題涉及到參照物及其選擇，重力的計(jì)算，功的計(jì)算，壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，綜合性很強(qiáng)，特別是該題引入了一個(gè)新概念“受力因子”，由此可推出此時(shí)他對(duì)座椅的壓力為其自身重力的2倍，這是解題的關(guān)鍵所在，另外，在解答此題時(shí)還要注意統(tǒng)一使用國(guó)際單位制的單位．