题目内容
【题目】科技人员为了研究“物品匀速投放下水的方法”建立如图模型:轻质杠杆AB两端用轻绳悬挂着两个完全相同的正方体物品甲和乙,甲、乙的边长均为a,密度均为ρ(ρ大于水的密度ρ水),杠杆放在可移动支点P上,物品乙放在水平地面上。起初,物品甲下表面无限接近水面(刚好不被水打湿)。计时开始(t=0),上推活塞,使水面以速度v匀速上升直到物品甲刚好完全被水淹没,停止计时(不计物品甲在水中相对运动的阻力)。上述过程中通过移动支点P维持BD绳中拉力恒为乙重力的0.6倍,且杠杆始终水平。(g为已知量)
求:(1)物品乙对地面的压强;
(2)t=0时,BP:PA为多少?
(3)物品甲完全被水淹没时,BP:PA为多少?
(4)任意时刻t时,BP:PA与t的关系式。
【答案】(1)(2)
(3)
(4)
【解析】
(1).由题知,BD绳中拉力恒为乙重力的0.6倍,
根据力的平衡条件可得,物品乙对地面的压力:
F=G﹣F拉=G﹣0.6G=0.4G=0.4mg=0.4ρga3;
物品乙对地面的压强:
(2).t=0时,物品甲不受浮力,由题知B端受到向下的拉力为0.6G,
根据杠杆的平衡条件可得:G×PA=0.6G×BP,则:
(3).物品甲完全被水淹没时,物品甲受到的浮力:
,
作用在杠杆A端的拉力为:,
根据杠杆的平衡条件可得:
FA1×PA=FB×BP,则:
(4).使水面以速度v匀速上升直到物品甲刚好完全被水淹没,t时间水面上升的高度为h=vt,则物体甲排开水的体积:V排=vta2,
物体甲受到的浮力:,
作用在杠杆A端的拉力为:FA=G﹣F浮=ρga3﹣ρ水gvta2,
根据杠杆的平衡条件可得:
FA×PA=FB×BP,
故:
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】如图所示,在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中,某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上,并保持它与软铁块P的距离不变。
(1)以下是他的部分实验步骤:
①断开开关S,按图组装实验电路,将滑动变阻器的滑片置于最_______(选填“左”或“右”)端。用已调零的电子测力计测出软铁块P对测力计的压力F0并记录在表格中;
②闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,读出电流表的示数I和电子测力计的示数F,并将I、F的数据记录在表格中;
③仿照步骤②再进行两次实验。
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
I/A | 0.34 | 0.40 | 0.44 |
F0/N | 0.9 | 0.9 | 0.9 |
F/N | 0.84 | 0.82 | 0.81 |
(2)由表中数据可以得出的实验结论是:对于同一电磁铁,______________.
(3)闭合开关S后,电磁铁下端的磁极为________________(选填“N”或“S”)极。
(4)本实验中,滑动变阻器除了保护电路的作用外,还起到___________的作用。