题目内容
【题目】如图甲所示,溢水杯中装满水(水的密度用表示),将一正方体木块(边长为)轻轻放入溢水杯中,木块静止时浸入水的深度为。现用一根轻细钢针对着木块上表面中心竖直向下施加压力,从慢慢增加,直到木块恰好完全没没水中。(解题时用、、表示相关量)
(1)求木块恰好完全沒没水中时所受压力的最大值。
(2)在从增至过程中,木块浸没在水中的深度从增加到,推导出与间的关系式。
(3)将、关系式的图像画在图乙所示的坐标系中,并标出两端点的横、纵坐标。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
根据题图和所求,本题考查了学生对阿基米德原理、漂浮条件、同一直线上力的合成的掌握和运用。木块恰好完全浸没水中时,对木块进行受力分析可得,木块受到的浮力等于木块的重力和压力的合力,据此求出木块恰好完全浸没水中时压力Fmax;根据木块受到的浮力等于木块的重力和压力的合力表示出F与x间的函数关系式;
(1)F=0时,F浮=G,根据阿基米德原理可得:,
F=Fmax时,F浮=G+Fmax,
则Fmax=F浮﹣G= ;
(2)F为一般值时,F+G=F浮,F=F浮﹣G,即:F=ρa2gh﹣ ;
(3)当F=0时,;当物体刚好浸没在水中时,h=a, F=Fmax=;故线段起点坐标(a,0),终点坐标(a,ρa3g).如图所示:
【题目】在初中物理的学习中,我们曾用斜面做过多次实验,如图甲是利用斜面探究阻力对物体运动的影响,如图乙是利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关,如图丙是测定斜面的机械效率。
(1)在甲、乙实验探究中都有让小车从斜面的同一高度由静止开始下滑的操作步骤,这样操作的目的是_____。
(2)在甲实验探究中,阻力对物体运动的影响是由_____来显示的,在乙实验探究中,小车动能大小是由_____来显示的。
(3)丙图是小明测定斜面机械效率实验的记录数据,请你完成表中①、②二处的数据分析_____、_____。根据表中数据写出实验结论_____。
斜面倾斜程度 | 木块所受重力G/N | 斜面高度h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长S/m | 有用功W有/J | 总功W总/J | 机械效率 |
较缓 | |||||||
较陡 | ① | ||||||
最陡 | ② |