题目内容
【题目】著名的“木桶理论”告诉我们:一只木桶能装多少水,并不取决于桶壁上最长的那块木板,而恰恰取决于桶壁上最短的那块,所以又被称为“短板效应”,已知一个从底部向上逐渐变粗的水桶,如图所示。桶壁上最长的木板长为0.5m,最短的木板长为0.2m,桶底内部底面积为4×10﹣2m2,桶底厚度不计,当桶内装最多水时,桶底受到水的压强为_____Pa,桶底受到水的压力F与桶中水的重力G的大小关系为F_____G(选填“大于”、“等于”、“小于”)。如果此时将质量为54g,体积为20cm3的实心物体缓慢放入水中,当物体浸没到水中时,水桶溢出水的重力为_____N。
【答案】2000 小于 0.2
【解析】
此桶装满水,水深等于短木板的长,h=0.2m,
则桶底受到水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
若是圆柱形容器,容器内的水全部压在容器底,则水对容器底的压力等于水自身的重力;
对于图示的水桶,最短的木板到桶底这部分形状是上宽下窄,一部分水压在了水桶的侧壁上,所以桶底受到水的压力小于桶中水的重力;
物体的密度:ρ===2.7g/cm3>ρ水,
当物体浸没到水中时,物体沉底,此时:V排=V=20cm3=2×10﹣5m3,
物体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣5m3=0.2N,
由阿基米德原理可知,水桶溢出水的重力:G排=F浮=0.2N。
【题目】某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块,收集了下表中的实验数据。
实验次数 | 斜面的倾斜程度 | 物块重力G/N | 斜面高度h/m | 拉力F/N | 斜面长度s/m | 机械效率η |
1 | 较缓 | 5 | 0.2 | 2.4 | 1 | 41.7% |
2 | 较陡 | 5 | 0.5 | 3.2 | 1 | 78.1% |
3 | 最陡 | 5 | 0.7 | 4.3 | 1 | 81.4% |
(1)分析表中的数据可得出:在其它条件一定时,斜面越缓越________力(选填“省”或“费”);斜面越陡,机械效率越________(选填“高”或“低”)。
(2)该小组又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5m和1m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为4.5N,他们测得这种情况下斜面的机械效率为________。把第4次与第________ 次测量结果相比较,还能得出:在其它条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低。
(3)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,物块所受的拉力________物块所受的摩擦力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。