题目内容
【题目】图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.4m/s向右运动。图乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,g取10N/kg.求:
(1)圆柱形重物的质量;
(2)圆柱形重物的密度;
(3)打捞前,圆柱形重物上表面所受的水的压力。
【答案】(1)200kg;(2)8×103kg/m3;(3)1250N
【解析】
(1)当物体离开水面后,水对物体浮力消失,汽车牵引力等于物体重力,牵引力变大,由P=Fv可知,当速度不变时,牵引力越大,功率越大,对应图乙可知,物体离开水面后功率为800W,则可求物体重力为
则物体质量为
(2)当物体浸没在水中时,由乙图可知汽车功率为700W,则此时牵引力为
则由物体处于平衡状态可求物体所受浮力为
F浮=G-F1=2000N-1750N=250N
由可求物体体积为
则物体密度为
(3)由乙图可知汽车运动50s后,功率发生变化,即此时物体开始露出水面,则打捞前圆柱体上表面距离水面距离为
h1=vt1=0.4m/s×50s=20m
则打捞前圆柱体上表面所受压强为
汽车运动60s后完全露出水面,则可求圆柱体高度为
h2=vt2=0.4m/s×10s=4m
可求圆柱体底面积为
则打捞前圆柱体上表面所受压力为
F=pS=2×105Pa×0.00625m2=1250N
答:(1)圆柱形重物的质量为200kg。
(2)圆柱形重物的密度为8×103kg/m3。
(3)打捞前,圆柱形重物上表面所受的水的压力为1250N。
【题目】菜同学为了探究“平面镜成像时,像与物到平面镜的距离的关系”,所用的实验器材有:单面镀膜的玻璃板、支架、两个相同的跳棋、白纸和刻度尺。实验装置如图(甲)所示。
(1)在白纸上画一条直线,将玻璃板竖直立在白纸上,使玻璃板_____那一面的下边线与直线重合(选填“有膜”或“无膜”)。
(2)用镀膜玻璃板和跳棋做实验,实验环境有:①几乎无光的实验室,②有阳光的实验窒,在_____中进行实验效果好(选填“①”或“②”)。
(3)在同样的实验环境下,用镀膜玻璃板实验比用普通玻璃板实验成像更清楚,主要原因是:_____。
(4)在白纸上沿跳棋A和B的边缘画圆,测出物距u和像距v的值如下表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
物距u/cm | 3.39 | 5.11 | 6.39 |
像距v/cm | 5.22 | 6.51 |
①如图(乙)所示,第1次实验测量的物距是A的右端到直线的距离,则像距v1=_____cm。
②该同学发现三次实验的像距都比物距略大一些,原因是:_____(只有一个正确选项,将正确选项的字母填在横线上)
A.刻度尺测量像距时存在误差 B.玻璃板有一定厚度
C.物和像的标记点不对应 D.玻璃板没有竖直放置