题目内容
【题目】工人用滑轮组提升水中物体A,如图所示,当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中,工人对绳子竖直向下的拉力为220N.当物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中,滑轮组的机械效率为η,工人对绳子竖直向下的拉力为F.已知:物体A所受重力为1000 N,体积为8.0×10﹣2 m3 , 水的密度为ρ水=1.O×103 kg/m3 . 滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计,g取10N/kg.求:
(1)物体A完全在水面下时受到的浮力;
(2)物体A完全在水面下时受到绳子的拉力;
(3)工人对绳子竖直向下的拉力F;
(4)滑轮组的机械效率η(结果保留一位小数).
【答案】
(1)∵物体A完全在水面下,排开水的体积和自身的体积相等,
∴受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8.0×10﹣2m3=800N
答:物体A完全在水面下时受到的浮力为800N
(2)∵物体A完全在水面下被匀速提升,
∴受到绳子的拉力和物体的重力、浮力构成平衡力,即F拉+F浮=GA,
则绳子的拉力:
F拉=G﹣F浮=1000N﹣800N=200N
答:物体A完全在水面下时受到绳子的拉力为200N
(3)当物体A完全在水面上下被匀速提升的过程中,以动滑轮为研究对象,
物体A的拉力和绳子对它的拉力、动滑轮的重力构成平衡力,
则动滑轮的重力:
G动=nF人﹣F拉=2×220N﹣200N=240N,
物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中,
工人对绳子向下的拉力:
F= (GA+G动)= (1000N+240N)=620N
答:工人对绳子竖直向下的拉力F为620N
(4)滑轮组的机械效率:
η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%≈80.6%
答:滑轮组的机械效率η为80.6%
【解析】(1)物体A完全在水面下时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力;(2)物体A完全在水面下时被匀速提升,受到绳子的拉力和物体的重力、浮力构成平衡力,据此求出物体A完全在水面下时受到绳子的拉力;(3)当物体A完全在水面上下被匀速提升的过程中,以动滑轮为研究对象,物体A的拉力和绳子对它的拉力、动滑轮的重力构成平衡力,据此求出动滑轮的重力;由图可知绳子的有效股数n=2,根据F= (G+G动)求出物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中工人对绳子向下的拉力;(4)根据η= ×100%= ×100%= ×100%求出滑轮组的机械效率.
【题目】实验探究题.
(1)在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
①把杠杆的中点支在支架上,调节平衡螺母,使杠杆在 位置平衡;
②杠杆平衡后,在往后的实验过程中 (选填“能”或“不能”)再调节两侧的平衡螺母;
③改变力和力臂的数值,做了三次实验,并将实验数据记录在下表中:
实验次数 | 动力 | 动力臂 | 阻力 | 阻力臂 |
1 | 0.5 | 20 | 1 | 10 |
2 | 1 | 15 | 1.5 | 10 |
3 | 2 | 15 | 1.5 | 20 |
通过分析表格中的数据,可得到杠杆的平衡条件是: .
④杠杆平衡后,如图一所示,在两侧钩码下各增加一个相同的钩码,则杠杆的 下沉(选填“左端”或“右端”)
【答案】水平|不能|F1L1=F2L2|右端
(2)在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时,用完全相同的木块分别做了如图二所示的实验.
①实验中,当弹簧测力计拉木块沿水平方向做 运动时,木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数
②甲、乙两图的实验说明了滑动摩擦力的大小与 有关;
① 甲、丙两图的实验说明了滑动摩擦力的大小与 有关;
④当所要研究的物理量与多个因素有关时,采用的探究方法应是 法.