【題目】我市經(jīng)濟(jì)建設(shè)中用到大量機(jī)械設(shè)備,某種起重機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示,起重機(jī)的吊臂OAB可以看作杠桿,吊臂前段用鋼繩連著滑輪,立柱CA豎直,OB:OA=6:1.用該起重機(jī)將浸沒(méi)在水中的長(zhǎng)方體石墩提起,放在水平地面上,石墩質(zhì)量為1.5×104kg、底面積為3m2、高為2m(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
①浸沒(méi)在水中的石墩(石墩的底部末浸入淤泥中),受到浮力是多少?
②石墩放在水平地面上時(shí),起重機(jī)末對(duì)石墩施力,則石墩對(duì)底面的壓強(qiáng)是多少?
③石墩完全離開(kāi)水面被提升的過(guò)程中,測(cè)得每根鋼繩的拉力為1.0×105N,此時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少?
④當(dāng)石墩被提起且仍浸沒(méi)在水中時(shí),若忽略動(dòng)滑輪、鋼繩和吊臂的重力及各種摩擦,起重機(jī)立柱CA對(duì)吊臂A點(diǎn)豎直向上的作用力是多少?
【答案】解:①石墩浸沒(méi)在水中,則排開(kāi)水的體積:V排=V=3m2×2m=6m3 ,
受到浮力是:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m3=6×104N;
②石墩的重力:G=mg=1.5×104kg×10N/kg=1.5×105N;
石墩靜止在水平地面上時(shí),對(duì)地面的壓力:
F壓=G=1.5×105N,
對(duì)水平地面的壓強(qiáng):
p= = =5×104Pa;
③石墩完全離開(kāi)水面被提升的過(guò)程中,動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是:
η= = = = = =75%;
④如圖,作出動(dòng)力臂和阻力臂,
在Rt△AOC和Rt△BOD中,AC∥BD,
所以△AOC∽△BOD,
OB:OA=6:1,
所以,OD:OC=6:1,
由圖知,當(dāng)石墩被提起且仍浸沒(méi)在水中時(shí),若忽略動(dòng)滑輪、鋼繩和吊臂的重力及各種摩擦,
石墩對(duì)杠桿B點(diǎn)的拉力為FB=(G﹣F浮)=(1.5×105N﹣6×104N)=9×104N,
根據(jù)杠桿平衡條件可得:FA×OC=FB×OD,
起重機(jī)立柱CA對(duì)吊臂A點(diǎn)豎直向上的作用力:
FA= = =6FB=6×9×104N=5.4×105N.
答:①浸沒(méi)在水中的石墩(石墩的底部末浸入淤泥中),受到浮力是6×104N;②石墩放在水平地面上時(shí),起重機(jī)末對(duì)石墩施力,則石墩對(duì)底面的壓強(qiáng)是5×104Pa;③石墩完全離開(kāi)水面被提升的過(guò)程中,測(cè)得每根鋼繩的拉力為1.0×105N,此時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是75%;④當(dāng)石墩被提起且仍浸沒(méi)在水中時(shí),若忽略動(dòng)滑輪、鋼繩和吊臂的重力及各種摩擦,起重機(jī)立柱CA對(duì)吊臂A點(diǎn)豎直向上的作用力是5.4×105N.
【解析】①求出石墩的體積,即為其排開(kāi)水的體積,然后根據(jù)阿基米德原理計(jì)算浸沒(méi)在水中的石墩受到浮力;②知道石墩的質(zhì)量,根據(jù)G=mg求出受到的重力;石墩放在水平地面上時(shí),起重機(jī)末對(duì)石墩施力,則石墩對(duì)地面的壓力和自身的重力相等,又知道其底面積,即受力面積,根據(jù)p= 求出對(duì)水平地面的壓強(qiáng);③利用η= = = = 計(jì)算此時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率;④作出動(dòng)力臂和阻力臂,利用相似三角形求出動(dòng)力臂與阻力臂之比,然后根據(jù)杠桿平衡條件計(jì)算起重機(jī)立柱CA對(duì)吊臂A點(diǎn)豎直向上的作用力.
本題考查了重力和壓強(qiáng)、功率的計(jì)算、動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)、杠桿平衡條件的應(yīng)用,是一道綜合性很強(qiáng)的題目.難點(diǎn)在(4),關(guān)鍵是作出動(dòng)力臂和阻力臂,利用相似三角形求出動(dòng)力臂與阻力臂之比.同時(shí)還要知道水平面上物體的壓力等于自身的重力.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算的相關(guān)知識(shí),掌握壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位:公式:p =F/s ,p表示壓強(qiáng),F(xiàn)表示壓力,S表示受力面積壓力的單位是 N,面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡,記作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡單位很小,一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa),以及對(duì)浮力產(chǎn)生的原因的理解,了解浮力產(chǎn)生的原因:浸在液體中的物體受到液體對(duì)它向上的壓力大于液體對(duì)它向下的壓力.兩個(gè)壓力的合力就是浮力,浮力的方向是豎直向上的.
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】小宇學(xué)習(xí)了電路知識(shí)后,想利用發(fā)光二極管設(shè)計(jì)一個(gè)帶有指示燈開(kāi)關(guān)的照明電路,晚間關(guān)閉照明燈后,利用二極管發(fā)出的光指示開(kāi)關(guān)所在的位置.他共設(shè)計(jì)了四個(gè)電路,如圖所示,其中L為節(jié)能燈,規(guī)格為“220V 15W”、D為發(fā)光二極管,規(guī)格為“1.2V 0.002A”、S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)、R為限流電阻.圖中能夠滿足要求的電路( )
A.
B.
C.
D.
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,平底薄壁容器質(zhì)量為0.3kg,底面積為3×l0﹣3m2,內(nèi)裝0.6kg的水后,測(cè)得容器中水深15cm,若將該容器放在面積為1m2的水平桌面中央,則:
(1)容器中的水對(duì)容器底的壓力為多少?
(2)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為多少?
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電流表的示數(shù)為0.5A,電壓表的示數(shù)為6V;將電壓表、電流表的位置互換,當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)、S2閉合,電流表的示數(shù)為0.3A,則正確的是( )
A.R1=8Ω
B.R2=8Ω
C.R1=20Ω
D.R2=20Ω
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】小剛在測(cè)量食用油密度的實(shí)驗(yàn)中.
(1)將天平放在_______桌面上,移動(dòng)_______至標(biāo)尺左端“0”刻度線后,指針位置如圖甲所示,隨即在天平左盤中放入盛有食用油的燒杯,在右盤中加入砝碼,并移動(dòng)游碼,使天平平衡,測(cè)得燒杯和食用油的總質(zhì)量為87.8 g.
(2)向空量筒中倒入30.0 mL的食用油,再將燒杯放在天平左盤中,當(dāng)右盤所加砝碼和游碼位置如圖乙所示時(shí),天平平衡,量筒中食用油的質(zhì)量為_____g,計(jì)算得出食用油的密度為_____kg/m3.
(3)在(1)中測(cè)量質(zhì)量前,小剛沒(méi)有調(diào)節(jié)天平平衡,這使測(cè)得的燒杯和食用油的總質(zhì)量_______(填“偏大”“不變”或“偏小”,下同),測(cè)得的食用油密度_______.
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)在測(cè)量小石塊密度時(shí):
(1)先將天平放在水平工作臺(tái)上,然后將游碼移至橫梁標(biāo)尺的零刻度線處.若發(fā)現(xiàn)天平指針位置如圖甲所示,則應(yīng)將平衡螺母向_________側(cè)調(diào)節(jié)(填“左”或“右”).調(diào)節(jié)天平平衡后,將被測(cè)物體放在_________盤,天平再次平衡后,所加的砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示,則被測(cè)金屬塊的質(zhì)量為_________ g.
(2)用量筒測(cè)量情況如圖丙所示,則小石塊的體積是_________cm3,計(jì)算小石塊的密度為_________kg/m3.
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示電路,電源電壓為12V且保持不變.閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí),電壓表的示數(shù)為4V;當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí),電壓表的示數(shù)變化了2V,在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60J.則下列結(jié)果正確的是( )
A.電路中的最小電流為1.5A
B.滑片P在中點(diǎn)時(shí),9s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R消耗的電能為60J
C.R先后兩次消耗的電功率之比為8﹕9
D.R1先后兩次消耗的電功率之比為4﹕3
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于質(zhì)量和密度,下列說(shuō)法正確的是( )
A.物體質(zhì)量的大小與地理位置無(wú)關(guān)
B.同種物質(zhì)組成的物體,體積大的密度小
C.冰熔化成水,密度變小
D.物質(zhì)的密度與質(zhì)量成正比
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖是研究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置圖。把小車放在水平桌面上向掛在小車兩端的小盤里加砝碼,兩邊砝碼____________時(shí),小車靜止;把小車橫向移動(dòng),使兩邊拉力方向不相反,放開(kāi)手后,觀察到木塊會(huì)____________;把小車原地轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,使兩邊的拉力方向相反但不在_______________,放開(kāi)手后,發(fā)現(xiàn)小車轉(zhuǎn)動(dòng)。
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