14.如圖甲所示,一個邊長為1m的正方體靜止在湖底,上表面離水面深度為h.現(xiàn)用一根粗細(xì)和重力不計的繩子,將該物體從水底豎直向上拉,直至完全拉出水面,在整個拉動過程中物體始終保持勻速運動,拉力的大小隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示.(g=10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3)求:
(1)物體在露出水面前受到水的浮力是多少?
(2)物體的密度是多少?
(3)物體上表面受到水的壓力是多少?
(4)物體在露出水面前受到繩子拉力的功率是多少?

分析 (1)先計算物體的體積,再由阿基米德原理計算物體在露出水面前受到水的浮力;
(2)由圖象可得物體重力,從而得到其質(zhì)量,由密度公式計算物體的密度;
(3)先計算物體上表面的深度,由p=ρgh計算物體上表面受到水的壓強(qiáng),由p=$\frac{F}{S}$計算上表面的壓力;
(4)先計算物體在露出水面前受到繩子拉力,再由P=Fv計算其功率.

解答 解:
(1)由已知條件可知物體體積為V=1m×1m×1m=1m3
物體在露出水面前排開液體體積:V=V=1m3,根據(jù)阿基米德原理可知物體受到的浮力:
FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=1.0×104N;
(2)物體逐漸露出水面時,物體受到浮力逐漸減小,物體全部露出水面后,拉力等于物體重力,由圖象知,40s后物體全部露出水面,
F=G=mg=3×104N,
所以物體的質(zhì)量:m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3×1{0}^{4}N}{10N/kg}$=3×103kg,
所以物體的密度:ρ=$\frac{{m}_{物}}{{V}_{物}}$=$\frac{3×1{0}^{3}kg}{1{m}^{3}}$=3×103kg/m3;
(3)物體從上表面與水面相平到全部露出水面的時間t=40s-30s=10s,
由圖象可知物體勻速運動的速度為:v=$\frac{s}{t}$=$\frac{1m}{10s}$=0.1m/s
所以物體上表面離水面深度為:h=vt=0.1m/s×30s=3m,
物體上表面的壓強(qiáng):p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3.0×104Pa,
物體上表面積為S=1m×1m=1m2
上表面的壓力:F=PS=3.0×104Pa×1m2=3.0×104N;
(4)物體在露出水面前受到繩子拉力、浮力和物體重力是平衡力,
所以物體在露出水面前受到繩子拉力為:F=G-F=3×104N-1×104N=2×104N,
所以物體在露出水面前受到繩子拉力的功率:P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fh}{t}$=Fv=2×104N×0.1m/s=2×103W.
答:(1)物體在露出水面前受到水的浮力是1.0×104N;
(2)物體的密度是3×103kg/m3;
(3)物體上表面受到水的壓力是3.0×104N;
(4)物體在露出水面前受到繩子拉力的功率是2×103W.

點評 本題考查了速度、密度、壓強(qiáng)、功和功率的計算公式的靈活應(yīng)用,考查的知識點多,綜合性強(qiáng),關(guān)鍵是結(jié)合題意看懂圖象并能從圖象中找到有用的數(shù)據(jù).

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

4.下列關(guān)于功率的說法正確的是( 。
A.功率大的機(jī)械,機(jī)械效率一定高B.功率大的機(jī)械,做功一定多
C.功率大的機(jī)械,做功一定快D.功率大的機(jī)械,做功時間一定短

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

5.小明在做“觀察水的沸騰”實驗中,當(dāng)水溫上升到80℃時,每隔1min讀一次溫度計的示數(shù),直到水沸騰4min后停止讀數(shù),其數(shù)據(jù)記錄如表所示.
t/min01234567
T/℃8084889296969696
(1)常用溫度計是利用熱脹冷縮的原理制成的.
(2)從表格數(shù)據(jù)可知水的沸點是96℃,說明該地氣壓比標(biāo)準(zhǔn)氣壓低(低或高)
(3)由實驗結(jié)果可以得出水沸騰時的規(guī)律是:不斷吸熱,但溫度不變.
(4)小明觀察到沸騰前和沸騰時水中氣泡上升過程中的兩種情況,如圖(a)、(b)所示,則圖a是水沸騰前的情況.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

2.關(guān)于下列四幅圖,說法錯誤的是( 。
A.
沿豎直墻壁下滑的木塊不受墻壁給它的摩擦力
B.
鋼絲鉗能很容易剪斷鐵絲,是因為鋼絲鉗是省力杠桿
C.
吸盤掛鉤不能掉下是因為大氣壓與它們的總重力平衡
D.
圖中的小球在地面彈跳的過程中機(jī)械能在不斷減小

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科目:初中物理 來源: 題型:作圖題

9.畫出入射光線AB經(jīng)過凸透鏡和凹透鏡后的折射光線.

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科目:初中物理 來源: 題型:多選題

19.下列說法正確的是( 。
A.物體比熱容與物體吸收或放出熱量的有關(guān)
B.質(zhì)量、初溫均相同的水和鋼塊,吸收相等熱量后,將銅塊投入水中,銅塊放熱,水吸熱
C.冰熔化成水的過程中,比熱容改變,溫度不變,內(nèi)能也不變
D.生活中用熱水取暖,是因為水的比熱容大,水放出較多熱量,溫度下降不會太多

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

6.如圖一所示電路,甲、乙兩處分別接入電流表或電壓表.當(dāng)開關(guān)閉合后,為使兩燈均能發(fā)光,甲接電流表,乙接電壓表.根據(jù)如圖二所示的實物圖,請在虛線框內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖.

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

3.某實驗小組用如圖所示的電路來探究串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系,其實驗過程如下:用電壓表分別測量L1兩端的電壓UAB、L2兩端的電壓UBC和L1 L2兩端的總電壓UAC將第一次測出的電壓填入下表:
為了防止個別偶然因素的影響,他們采用了以下兩種方法之一來重復(fù)實驗,完成了第二次和第三次測量.
方法一:改變電源電壓(電池個數(shù))
方法二:更換其中一個燈泡(規(guī)格不同)
請你根據(jù)他們的實驗過程和有關(guān)數(shù)據(jù)回答下列問題.
①在拆接電路時,開關(guān)必須是斷開的.經(jīng)檢查電路連接無誤后,再閉合開關(guān).
②如表設(shè)計的表格中存在的不足之處是表格設(shè)計中沒有電壓單位
③表格補(bǔ)充完整后,通過對上面數(shù)據(jù)的分析可知:
后面兩次實驗是采用方法二來進(jìn)行的,實驗的結(jié)論是:串聯(lián)電路總電壓等于各用電器兩端電壓之和.
實驗次數(shù)L1兩端的電壓UABL2兩端的電壓UBCL1 L2兩端的總電壓UAC
11.51.53
21.61.43
      31.21.83

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

4.閱讀短文,回答問題:
電冰箱    電冰箱是人們普遍使用的家用電器.如圖所示,冰箱的制冷設(shè)備由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管等部件組成.電冰箱在工作過程中,液態(tài)的冷凝劑(一種既容易汽化又容易液化的化學(xué)物質(zhì))在冷凍室中迅速汽化吸熱,使冷凍室內(nèi)溫度①降低,氣態(tài)的冷凝劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后,送入冰箱外面的冷凝器,在此處冷凝劑又液化放熱,使電冰箱背面溫度②升高,液態(tài)的冷凝劑通過很細(xì)的毛細(xì)管回到冷凍室,又開始了新的循環(huán).電冰箱就這樣源源不斷地將冷凍室的熱吸出來,并散發(fā)到冰箱的外面.
   電冰箱冷凍室正常工作時的溫度在-18℃以下,因此使用一段時間后通常情況下會結(jié)霜,結(jié)霜過多會增加耗電量;此外,經(jīng)測定:冰箱周圍的溫度每提高5℃,其內(nèi)部就要增加25%的耗電量.
目前比較先進(jìn)的電冰箱設(shè)有定時自動化霜系統(tǒng).每個無霜冰箱都有機(jī)械或電子的化霜系統(tǒng),當(dāng)壓縮機(jī)工作一段時間后(8-12小時左右)翅片蒸發(fā)器表面也會結(jié)霜,如不進(jìn)行化霜,霜會越結(jié)越厚,到時會將翅片蒸發(fā)器結(jié)滿而將風(fēng)道堵死,致使冷風(fēng)不能循環(huán)制冷效果下降.在翅片蒸發(fā)器的中部裝有電加熱絲和雙金屬溫控及溫度保險絲,化霜時通過電加熱絲加熱蒸發(fā)器到一定溫度后雙金屬溫控斷開化霜結(jié)束后,恢復(fù)制冷. 除霜所形成的水,由箱內(nèi)經(jīng)引水管流至冰箱底部蓄水盒中,受熱自動蒸發(fā).每月應(yīng)取蓄水盤清洗1次,以保持清潔和蒸發(fā)效果
(1)給短文中的1,2兩處補(bǔ)寫上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容:①降低,②升高.
(2)根據(jù)電冰箱的工作原理,你認(rèn)為電冰箱中的“冷凝劑”應(yīng)具有的主要物理性質(zhì)是A
A.沸點低   B.熔點低   C.沸點高   D.熔點高
(3)電冰箱凍室中霜的形成過程屬于凝華(填物態(tài)變化的名稱).自動除霜實際上就是通過加熱使霜熔化 (填物態(tài)變化的名稱).

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