题目内容
【题目】在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象.求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是N;
(3)圆柱体的体积是m3;
(4)圆柱体的密度是kg/m3;
(5)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越(选填“大”或“小”);
(6)分析图象CD段,可得结论 .
【答案】
(1)12
(2)8
(3)8×10﹣4
(4)1.5×103
(5)大
(6)浮力大小跟物体的浸没深度无关
【解析】解:(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=12N;(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数F′不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,则圆柱体浸没在水中时,受到的浮力:F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N;(3)因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρ液V排g得,圆柱体的体积:V=V排= = =8×10﹣4m3;(4)由G=mg可得,物体的质量: m= = =1.2kg,则圆柱体的密度:ρ= = =1.5×103kg/m3;(5)分析图象BC段,物体完全浸没前,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,说明受到的浮力增大;(6)分析CD,物体完全浸没,浸没的深度变化,测力计的示数不变,可知浮力大小不变,可得结论:浮力大小与物体浸没的深度无关.
故答案为:(1)12;(2)8;(3)8×10﹣4;(4)1.5×103;(5)大;(6)浮力大小跟物体的浸没深度无关.
由题知,物体缓慢下落,整个过程中物体受力平衡,图象反映的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化关系:(1)分析图象AB段,物体还没浸入水中,由二力平衡知物重;(2)分析图象CD段,物体全部浸没水中,对物体受力分析(如下图所示)求其受到的浮力;(3)物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,由阿基米德原理求出圆柱体排开水的体积和自身的体积相等;(4)由公式G=mg求出质量,再由ρ= 求出物体的密度;(5)分析BC段,为物体慢慢浸入液体,直到浸没的过程,弹簧测力计的读数逐渐变小,由图知浮力的变化;(6)分析CD段,完全浸没时测力计的变化,得出浮力的变化,从而得出结论.
【题目】电动自行车已是我们生活中必不可少的交通工具(如图所示).电动骑行时,蓄电池给车上的电动机供电,为车提供动力.如表是某种型号电动自行车主要的技术参数.问:
整 车 | 质 量 | 40kg |
最高车速 | 20km/h | |
轮胎限压 | 2×105Pa | |
最大噪声 | 62dB | |
蓄电池 | 36V/10Ah | |
电动机 | 额定电压 | 36V |
额定功率 | 240W | |
电动机效率 | 80% |
(1)电动自行车在构造上利用了很多物理知识,请你仿照例句,另外写出一条不同的构造与原理.
(2)行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为0.005m2 , 某中学生骑着该电动自行车在平直的公路试计算地面受到的压强是多大?(g取10N/kg,中学生体重取60 kg)
(3)电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大?
(4)行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍,电机能把80%的电能转化为克服阻力做功.质量为60kg的小明骑着这辆电动车,在平直公路上以额定功率匀速电动行驶10min,通过的路程是多少?(g取10N/kg)
(5)从环保的角度考虑,与摩托车相比,电动自行车有什么优点?(列举一条)