【題目】如圖是利用電子秤監(jiān)控水庫水位的模擬裝置,由長方體A和B、滑輪組、輕質(zhì)杠杠CD、電子秤等組成.杠杠始終在水平位置平衡.已知OC:OD=1:2,A的體積為0.02m3 , A重為400N,B重為150N,動滑輪重100N,不計繩重與摩擦(ρ水=1.0×103kg/m3).求:
(1)A的密度;
(2)單獨使用該滑輪組在空氣中勻速提升A時的機械效率;
(3)水位上漲到A的上表面時,A受到的浮力;
(4)水位上漲過程中,電子秤所受的最大壓力.
【答案】
(1)解:長方體A的質(zhì)量,根據(jù)G=mg可得:
m= = =40kg,
長方體A的密度ρ= = =2×103kg/m3,
答:A的密度為2×103kg/m3;
(2)解:單獨使用該滑輪組在空氣中勻速提升A時,n=3,根據(jù)η=W有/W總×100%可得:
機械效率η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%=80%;
答:單獨使用該滑輪組在空氣中勻速提升A時的,機械效率為80%;
(3)解:當(dāng)水位上漲到A的上表面時,因為A浸沒水中,所以V排=VA,
根據(jù)F=ρgV排可得:
A受到的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N;
答:當(dāng)水位上漲到A的上表面時,A物體浸沒在水后所受浮力的大小為200N;
(4)解:水位上漲過程中,因要求電子秤所受的最大壓力,即A浸沒水中,受到的浮力最大F浮=200N,
n=3,根據(jù)力的平衡有:FC= ,
FC= =100N,
根據(jù)相互作用力大小相等可知,A對C端拉力與C對A物體拉力大小相等,所以作用在杠桿C端的力,因杠桿始終在水平位置平衡,O為支點,
根據(jù)F1L1=F2L2可得:
FC L1=FDL2
100N×OC=OD×FD
解得:FD= = =50N
對B物體受力平衡,所以電子秤受到B物體對它的最大壓力:
F壓=FN=GB﹣FD=150N﹣50N=100N.
答:水庫中的水剛好浸沒物體A時,B物體對電子秤最大的壓力是100N.
【解析】(1)根據(jù)m= 計算長方體的質(zhì)量,再根據(jù)ρ= 計算長方體的密度;(2)單獨使用該滑輪組在空氣中勻速提升A時,n=3,根據(jù)η= = 可求得機械效率;(3)已知物塊A的體積(物塊A的頂部剛沒入水面時排開水的體積),利用阿基米德原理求物塊A所受的浮力;(4)對滑輪組進行受力分析,求出作用在C端的力,再利用杠桿平衡的條件求出D端的作用力,電子秤受到B的壓力等于重力和拉力的合力.
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解密度的計算的相關(guān)知識,掌握密度公式:ρ = m/v,以及對杠桿的平衡條件的理解,了解杠桿平衡:杠桿在動力和阻力的作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動時,稱為杠桿平衡.杠桿平衡是力和力臂乘積的平衡,而不是力的平衡.杠桿平衡的條件:動力 ×動力臂 = 阻力 ×阻力臂即:F1 L1 = F2 L2可變形為 :F1 / F2 = L1 / L2.
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【題目】某班同學(xué)進行“測量紙錐從某一高度下落到地面過程中的平均速度”的實驗:
(1)你認(rèn)為需要測量的物理量是________和________。
(2)你選用的主要實驗器材是:手表、________。
(3)小明所在的興趣小組用閃光照相機探究紙錐豎直下落的運動情況,照相機每隔0.2 s曝光一次,拍下的照片如圖所示,由此可以判斷紙錐下落的速度變化情況是____________(填“不變”“先變大后不變”或“一直變大”)。若測得紙錐在A、B兩位置間的實際距離為6.40 cm,則在此過程中,紙錐的速度為________m/s。
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【題目】閱讀短文,完成問題:
雪花落水也有聲
生活中的很多現(xiàn)象都是有科學(xué)道理的,但是卻缺少發(fā)現(xiàn)它們的眼睛.一般的常識告訴我們,雪花落水靜悄悄,毫無聲響.不過,雪花落水真的發(fā)生聲波,在3月份一期的《自然》雜志上,幾個科學(xué)家聯(lián)名發(fā)表文章,宣布了他們的上述結(jié)論.
首先要說明的是,雪花落水發(fā)出的聲波頻率在到之間,高于人們能聽見的聲波頻率.但是,海里的鯨魚就能聽到雪花落水所產(chǎn)生的聲響,并且這些聲響令鯨魚異常煩躁.然而,請不要想當(dāng)然,這些聲音不是雪花與水面撞擊發(fā)出的,而是…
冷戰(zhàn)時期,當(dāng)時美國海軍要監(jiān)視蘇聯(lián)潛水艇的活動,他們發(fā)現(xiàn),在下雨的時候,水下聲吶工作效果不好,常有噪聲干擾,甚至干脆無法監(jiān)聽.
著名的約翰霍甫金斯大學(xué)機械工程系的普羅斯佩勒提教授是個奇才.普羅斯佩勒提斷定,這些聲音不是雨滴撞擊水面發(fā)出,而是含在雨滴中的氣泡振動發(fā)出的.克拉姆有一個設(shè)備:一個每秒可拍攝張照片的高速水下攝影機.利用這臺攝影機,他們確實在下雨時發(fā)現(xiàn)水中產(chǎn)生氣泡,這些氣泡還在不斷地收縮、膨脹、振動.普羅斯佩勒提的理論基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)能力也很高,他通過計算得出,下雨時哪些噪聲的頻率和衰減情況確實與氣泡的振動狀況協(xié)調(diào)一致,從而證實他們的理論完全正確.他還發(fā)現(xiàn),大氣泡振動產(chǎn)生低頻聲波,小氣泡振動產(chǎn)生高頻聲波.普羅斯佩勒提通過理論分析指出,氣泡是要將自己的體積與水的密度相適應(yīng),才不斷收縮和膨脹的.
事情還沒有結(jié)束,人們告訴他們,漁民常抱怨,在下雪時他們的聲吶也常常偵聽不到魚群.一開始,他們也不信,因為雪花中含有以上的水,空氣不多.但是,他們不是簡單否認(rèn),而是要用實驗來驗證.在一個風(fēng)雪的夜晚,他們在一個汽車旅館的游泳池找到了證據(jù),雪花落水時也產(chǎn)生氣泡,同樣,這些氣泡也振動,從而發(fā)出聲波.其實,無論是人們打水漂時所聽到的細(xì)微聲響,還是瀑布的隆隆震響,都不是(或主要不是)來自石塊及巖石與水的碰撞,而是由于氣泡.你看,大自然是何等奇妙,而從事科研的人們在發(fā)現(xiàn)真理的時候又是多么幸福.
雪花落水發(fā)出的聲波屬于【1】(超聲波/次聲波).
聲吶裝置是利用仿生學(xué)原理制成的,它模仿的是下列哪種生物【2】.
A.蝙蝠 B.貓 C.狗 D.大象
雪花落水發(fā)出的聲音對人來講不是噪聲,站在鯨魚的角度看【3】(是/不是)噪聲.
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),不論是雪花落水,還是雨滴落水,都會引起氣泡的【4】,這個聲音能被鯨魚聽到,說明【5】能傳播聲音.
在探究雨滴落水產(chǎn)生聲音的過程中,科學(xué)家們進行了下列的過程,請你把它們按正確的順序排列起來【6】(填序號即可).
A歸納分析B.進行實驗C.提出假設(shè)D.得出結(jié)論.
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【題目】如圖是用刻度尺測長度的實驗,所記錄的測量結(jié)果正確的是( )
A. 5.3cm B. 5.25cm C. 3.25cm D. 3.3cm
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【題目】小明發(fā)現(xiàn),高空墜物下落越來越快,而跳傘運動員利用降落傘卻能安全著地?罩邢侣涞奈矬w,其最大速度與什么因素有關(guān)呢?為了研究這一問題,小明在老師的幫助下進行如下實驗:
①取相同型號、質(zhì)量為m的紙杯10個,按如圖所示分成A、B、C、D四組。
②將A組紙杯在一定高度、底部向下靜止釋放,讓其自由下落,并用儀器記錄下落過程中的速度。
③分別用B、C、D組紙杯重復(fù)步驟②。
④記錄并整理相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。
(1)實驗中應(yīng)將疊加的紙杯盡量壓緊,目的是為了控制__________盡可能相同。
(2)本實驗的結(jié)論是______________________________________________。
(3)某同學(xué)分析實驗數(shù)據(jù)后,認(rèn)為“紙杯下落的最大速度越大,其所受的最大空氣阻力也越大”,請說明其依據(jù):________________________________________________________。
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【題目】如圖甲所示,電源電壓保持不變,R2為0﹣20Ω的滑動變阻器.A1的量程為0.6A,A2的量程為3A,V1的量程為15V,V2的量程為3V,不考慮溫度對燈絲電阻的影響,定值電阻R1的I﹣﹣U關(guān)系圖象如圖乙所示.
(1)當(dāng)S1、S2都閉合時,A2讀數(shù)為1.25A,V1讀數(shù)為6V,小燈泡L恰好正常發(fā)光,求定值電阻R1的阻值和小燈泡的額定功率.
(2)當(dāng)S1、S2都斷開時,為保證各表的安全使用,求滑動變阻器允許連入電路的阻值范圍.
(3)當(dāng)S1、S2都斷開時,在各表均能正常工作的情況下,求小燈泡L消耗的最大功率與最小功率之比是多少?該電路通電80s至少能產(chǎn)生多少熱量?
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【題目】如圖所示,將一只通電的小電鈴放在連通于抽氣機的玻璃罩內(nèi),請回答下列問題:
(1)用抽氣機把玻璃罩內(nèi)的空氣逐漸抽出,將會發(fā)現(xiàn)__________________
(2)如果把空氣又逐漸地通人玻璃罩內(nèi),將會發(fā)現(xiàn)__________________________________
(3)此實驗說明了_____________________________________________
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【題目】物理老師在實驗室用某種方法在長方形玻璃缸內(nèi)配制了一些白糖水。兩天后,同學(xué)們來到實驗室上課,一位同學(xué)用激光筆從玻璃缸的外側(cè)將光線斜向上射入白糖水,發(fā)現(xiàn)了一個奇特的現(xiàn)象:白糖水中的光路不是直線,而是一條向下彎曲的曲線,如圖所示。關(guān)于對這個現(xiàn)象的解釋,同學(xué)們提出了以下猜想,其中能合理解釋該現(xiàn)象的猜想是( )
A. 玻璃缸的折射作用 B. 激光筆發(fā)出的光線不是平行光
C. 白糖水的密度不是均勻的,越深密度越大 D. 激光筆發(fā)出的各種顏色的光發(fā)生了色散
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