题目内容
【题目】图甲是修建造码头时用刚缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景.图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(取水的密度为ρ=1.0×103kg/m3 , g取10N/kg).求:
(1)长方体A的高度.
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力.
(3)长方体A的密度.
【答案】
(1)解:由图乙可知,长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间:t=15s﹣10s=5s,
根据v= 可得,长方体A的高度:s=vt=0.3m/s×5s=1.5m;
答:长方体A的高度为1.5m.
(2)解:由图乙可知,前10s钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,
所以拉力与重力是一对平衡力,则:G=F=3×104N,
10~15s,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没,
由图可知,当A完全浸入水中时,拉力F′=1×104N,
所以石料受到的浮力:F浮=G﹣F′=3×104N﹣1×104N=2×104N;
答:长方体A浸没在水中后受到的浮力为2×104N.
(3)解:根据F浮=ρ水gV排可得,A的体积:
V=V排= = =2m3,
所以A的密度:
ρ= = = =1.5×103kg∕m3;
答:长方体A的密度为1.5×103kg∕m3
【解析】(1)从图象中得出长方体A由下底面接触水面到刚好浸没所用的时间,然后然后利用v= 计算长方体A的高度.(2)分析钢绳拉力随时间t变化的图象,得出重力大小,当长方体A完全浸入后,浮力等于重力减去拉力,据此计算长方体A浸没在水中后受到的浮力;(3)求出了长方体A受到的浮力,由阿基米德原理计算出A的体积,从而计算出A的密度.
【题目】如图所示是小宏同学”测量滑轮组机械效率“的装置图.
(1)在测量过程中必须竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高.小宏同学前两次测量的有关数据如下表,第3次测量的情形如图所示,请你在表中空白处帮小宏填出本次测得的机械效率.
次数 | 钩码重G/N | 钩码上升的高度h/m | 拉力F/N | 细线自由端移动的距离s/m | 机械效率η/% |
1 | 1 | 0.1 | 0.6 | 0.3 | 55.6 |
2 | 2 | 0.1 | 0.9 | 0.3 | 74.1 |
3 | 3 | 0.1 | 1.2 | 0.3 |
(2)分析表中数据可以得出结论:滑轮组的机械效率与有关
(3)小宏计算出上述三个机械效率的平均值,认为它最接近这个滑轮组机械效率的真实值,老师指出小宏的做法是错误的,因为 .
(4)请你根据机械效率的相关知识猜想:滑轮组机械效率的大小可能还与有关.(只需填一个因素)