题目内容
【题目】如图是一个用浮筒、小灯泡和收放线装置A制作的航标灯模型,细线下端固定在水槽底部,航标灯总重4N,当水位上升时,A放线;水位下降时,A收线,从而使细线的拉力保持不变,航标灯静止时浸入水中的深度h始终为5cm,排开水的体积也始终为500cm3(不计线重和摩擦),当航标灯警示时,求:(水的密度ρ=1.0×103kg/m3;g=10N/kg)
(1)航标灯底部受到水的压强是多少?
(2)航标灯受到的浮力是多少?
(3)细线对航标灯的拉力为多少?
【答案】
(1)解:航标灯底部受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa
(2)解:由ρ= 可得,排开水的体积:
m排=ρV排=1.0×103kg/m3×500×10﹣6m3=0.5kg,
由阿基米德原理可知,受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.5kg×10N/kg=5N
(3)解:航标灯静止时处于平衡状态,受到竖直向上的浮力,竖直向下的重力和绳子的拉力,
由力的平衡条件可得,细线对航标灯的拉力:
F=F浮﹣G=5N﹣4N=1N
【解析】(1)知道航标灯静止时浸入水中的深度,根据p=ρgh求出航标灯底部受到水的压强;(2)知道排开水的体积,根据m=ρV求出排开水的质量,根据阿基米德原理和G=mg求出受到的浮力;(3)航标灯静止时处于平衡状态,受到竖直向上的浮力,竖直向下的重力和绳子的拉力,根据力的平衡条件求出拉力.
【考点精析】认真审题,首先需要了解液体的压强的计算(液体内部压强的公式:p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意:h 指液体的深度,即某点到液面的距离),还要掌握浮力大小的计算(浮力的公式为:F浮= G排 =ρ液gv排)的相关知识才是答题的关键.
【题目】综合开放题:
小海同学发现空调遥控器有一条提示:“不要将新旧电池混用”.他决定用所学物理知识探究这条提示的依据.
(1)方法一:在家里,用同型号串联的两节新电池和串联的一新一旧电池分别给同一辆玩具电动车供电,让电动车在相同路面上运动. ①通过测量电动车运动的 , 比较两组电池为电动车提供的电功率大小.
②通过测量电动车能够运动的 , 比较两组电池为电动车提供的电能多少.
(2)方案二:来带学校实验室,小海设计了图示2所示的电路,用定值电阻R替代电动车,将方案一中的两组电池和同型号一节新电池分别接入A、B间进行实验.通过测量开关S闭合前后,R两端的电压,读数记录在下表中.
电源 | S断开时电压/V | S闭合时电压/V |
两新 | 3.2 | 3.1 |
一新一旧 | 1.9 | 1.3 |
一新 | 1.6 | 1.5 |
①分析表中S时电压(选填“断开”或“闭合”)可知,串联的一新一旧电池给定值电阻提供的电压,不仅小于两节新电池提供的电压,竟然也小于一节新电池提供的电压!
②为什么一新一旧电池给定值电阻提供的电压小于一节新电池提供的电压?原因分析:根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端电压 , 用一新一旧电池供电的电路中,废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个 .
③要使结论具有普遍性,应该 .