【題目】圖甲是建造大橋時(shí)所用的起吊裝置示意圖,使用電動(dòng)機(jī)和滑輪組(圖中未畫出)將實(shí)心長方體A從江底沿豎直方向勻速吊起,圖乙是鋼纜繩對A的拉力F1隨時(shí)間t變化的圖像。A完全離開水面后,電動(dòng)機(jī)對繩的拉力F大小為6.25×103N,滑輪組的機(jī)械效率為80%。已知A的重力2×104 N,A上升的速度始終為0.1m/s。(不計(jì)鋼纜繩與滑輪間的摩擦及繩重,不考慮風(fēng)浪、水流等因素的影響)求:

(1)長方體A未露出水面時(shí)受到的浮力;

(2)長方體A的密度;

(3)長方體A完全離開水面后,在上升過程中F的功率。

(4)把長方體A按圖21甲中的擺放方式放在岸邊的水平地面上,它對地面的壓強(qiáng)。

【答案】(1)1×104N;(2)2×103kg/m3;(3)2500W;(4)把長方體A按圖甲中的擺放方式放在岸邊的水平地面上,它對地面的壓強(qiáng)為4×104Pa.

【解析】

試題分析:先根據(jù)圖象讀出物體A的重力和未露出水面時(shí)受到的拉力,然后根據(jù)稱重法即可求出長方體A未露出水面時(shí)受到的浮力;先根據(jù)F=ρgV求出A的體積,然后根據(jù)G=mg求出A的質(zhì)量,最后根據(jù)密度公式求出A的密度;先根據(jù)機(jī)械效率的變形公式求出提升物體繩子的條數(shù),然后求出F移動(dòng)的速度,最后根據(jù)P=Fv求出拉力的功率;利用速度公式求出A的高度,進(jìn)一步求出A的橫截面積,最后利用p=求出A對地面的壓強(qiáng).

(1)根據(jù)圖乙可知, A未露出水面所受的拉力F1=1×104N;故A未露出水面時(shí)受到的浮力:F=G-F1=2×104N-1×104N=1×104N;

(2)由FgV可知,V=;

因?yàn)锳浸沒在水中,所以A的體積:VA=V=1m3;

A的質(zhì)量:m=2×103kg;

故A的密度:ρA=

(3)n=,

則F移動(dòng)的速度:v=4×0.1m/s=0.4m/s;

故拉力F的功率:P=6.25×105N×0.4m/s=2500W.

(4)依題意可得,A的高度:L=vAt′=0.1m/s×(100s-80s)=2m,

A的橫截面積:SA==0.5m2,A對地面的壓強(qiáng):pA=

練習(xí)冊系列答案
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【題目】在家庭電路中,控制電燈的開關(guān)應(yīng)于燈 連。家庭電路中超負(fù)荷是指電路中 過大(填電流電阻),出現(xiàn)這種情況時(shí),電路中的熔斷器或空氣開關(guān)會(huì)自動(dòng)切斷電路。熔斷器中的熔絲熔斷是電流的 效應(yīng)引起的。如圖所示是空氣開關(guān)的原理圖,它切斷電路則是電流的 效應(yīng)引起的。

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【題目】如圖所示,水平地面上放置著兩個(gè)底面積不同的薄壁圓柱形容器甲和乙(S<S),分別盛滿質(zhì)量相等的水和酒精,現(xiàn)將密度為ρ的物體A分別放入水和酒精中(ρ酒精<ρ<ρ),待靜止后,水和酒精對容器底部的壓強(qiáng)分別為p和p酒精,甲和乙容器對桌面的壓力分別為F和F,則下列關(guān)系正確的是(

A.p>p酒精,F(xiàn)=F B.p>p酒精,F(xiàn)<F

C.p<p酒精,F(xiàn)=F D.p<p酒精,F(xiàn)<F

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【題目】(9分)質(zhì)量為1.6 t的大象,平均每一只腳的觸地面積約為400㎝2。一個(gè)女士的質(zhì)最為52㎏,每只高跟鞋的觸地面積約為13cm2。g取10N/㎏,當(dāng)大象和該女士都靜靜地站立在同樣松軟的泥地上時(shí),問:

⑴大象與人的重力分別是多少?

⑵試通過計(jì)算比較,大象與人誰會(huì)在泥地上陷得更深?

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【題目】如圖所示為FDP30C型柴油水泵機(jī)組(水泵機(jī)組動(dòng)力由柴油機(jī)提供),它的優(yōu)點(diǎn)是重量輕、體積小、功率大;省時(shí)、省油、省心.該水泵機(jī)組的效率為40%,正常工作1小時(shí)可以將54m3的水抽到20m高處,請計(jì)算這個(gè)過程中:(g=10N/kg,q柴油=4.3×107J/kg).

(1)水泵機(jī)組對水做了多少功?

(2)水泵機(jī)組的有用功功率是多少?

(3)水泵機(jī)組消耗多少柴油?(結(jié)果保留兩位小數(shù))

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【題目】2014年4月14日,為尋找失聯(lián)的MH370航班,啟用了藍(lán)鰭金槍魚-21(簡稱金槍魚)自主水下航行器進(jìn)行深海搜尋。其外形與潛艇相似(如下圖甲所示),相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為:體積1m3、質(zhì)量750kg,最大潛水深度4500m,最大航速7.4km/h(不考慮海水密度變化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。

(1)假設(shè)金槍魚上有面積為20cm2的探測窗口,當(dāng)它由海水中2000m處下潛至最大潛水深度處,問該

探測窗口承受海水的壓力增加了多少?

(2)金槍魚搜尋任務(wù)完成后,變?yōu)樽灾貢r(shí)恰能靜止漂浮在海面上,此時(shí)露出海面體積為多大?

(3)若上述漂浮在海面的金槍魚,由起重裝置將其勻速豎直吊離海面。起重裝置拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象如上圖乙所示,圖中P3=3P1。求t1時(shí)刻起重裝置對金槍魚的拉力(不考慮水的阻力)。

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【題目】神舟號(hào)飛船發(fā)射成功,中國人的登月夢指日可待.已知月球上的物體被月球吸引也受到重力作用,月球上物體的重力與其質(zhì)量是否成正比呢?假如你是一名航天員,駕駛飛船到達(dá)月球,請對此問題進(jìn)行探究.

(1)要完成實(shí)驗(yàn),除需要若干個(gè)質(zhì)量均為50g的鉤碼外,還需要的測量器材 __________

(2)請你設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格,畫在下面的虛線框內(nèi).

(3)測量結(jié)束后,你如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷物體受到的重力與質(zhì)量是否成正比? 請說出一種方法:_____。

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【題目】小明設(shè)計(jì)一拉力計(jì),如圖,硬質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(彈簧電阻不計(jì),P與R1間摩擦不計(jì))定值電阻R0=5Ω,ab是一根長5cm電阻為25Ω的均勻電阻絲,電源電壓為3.0V,電流表量程為0~0.6A,當(dāng)不拉環(huán)時(shí),滑片剛好位于a端,已知彈簧伸長量與拉力關(guān)系如圖。

(1)改裝后的拉力計(jì)的零刻度線在電流表表盤的什么位置?

(2)通過計(jì)算說明電流表表盤上0.6A處應(yīng)標(biāo)多少?

(3)分析拉力計(jì)表盤刻度是否均勻?

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【題目】歸納式探究-研究帶電粒子在回旋加速器中的運(yùn)動(dòng):

(1)磁體周圍存在磁場,磁場的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度描述,用符號(hào)B表示,單位是特斯拉,符號(hào)是T.我們可以用磁感線的疏密程度形象地表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。鸥袘(yīng)強(qiáng)度大的地方,磁感線密;磁感應(yīng)強(qiáng)度小的地方,磁感線疏.

條形磁體外部的磁感線分布如圖甲所示,則a、b兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度較大的是

磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同的磁場叫做勻強(qiáng)磁場.

(2)回旋加速器的原理如圖乙所示,D1和D2是兩個(gè)中空的半徑為R的半圓金屬盒,被置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,它們接在電壓一定的交流電源上,從D1的圓心O處釋放不同的帶電粒子(加速度可以忽略,重力不計(jì)),粒子在兩金屬盒之間被不斷加速,最終離開回旋加速器時(shí),獲得一定的最大動(dòng)能.改變帶電粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,磁感應(yīng)強(qiáng)度B,金屬盒半徑R,帶電粒子的最大動(dòng)能Ek隨之改變.得到數(shù)據(jù)如表:

次數(shù)

m/kg

q/C

B/T

R/m

Ek/J

1

3.2×10-27

1.6×10-19

1×10-2

1

4×10-16

2

6.4×10-27

1.6×10-19

1×10-2

1

2×10-16

3

3.2×10-27

4.8×10-19

1×10-2

1

36×10-16

4

6.4×10-27

1.6×10-19

2×10-2

1

8×10-16

5

1.6×10-27

1.6×10-19

1×10-2

3

72×10-16

①Ek= k ,其中k= (填上數(shù)值和單位).

②對于同一帶電粒子.在不同的同旋加速器中,要獲得相同的最大動(dòng)能,則金屬盒半徑R與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系可以用圖象中的圖線 表示.

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