题目内容
【题目】某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A,拉力的功率随时间的变化如图乙所示,已知动滑轮的重力为60N,物体匀速上升的速度始终为1m/s.(不计绳重,摩擦及阻力,ρ水=1×103kg/m3 , g=10N/kg) 求:
(1)物体浸没在水中时受到的浮力.
(2)物体的密度.
(3)物体浸没在水中时滑轮组的机械效率.
【答案】
(1)解:由图甲可知,n=2,则拉力F拉绳的速度v=2vA=2×1m/s=2m/s;
由图乙可知,圆柱体A离开水面后拉力F的功率P′=420W,
由P=Fv得,绳子自由端的拉力:
F′= = =210N;
不计绳重、摩擦及阻力,拉力F′= (GA+G轮)
A的重力:
GA=2F′﹣G轮=2×210N﹣60N=360N;
由图乙可知,圆柱体A在水中拉力F的功率P=300W,
由P=Fv得,绳子自由端的拉力:
F= = =150N,
不计绳重、摩擦及阻力,拉力F= (GA﹣F浮+G轮)
150N= (360N﹣F浮+60N)
解得:F浮=120N
(2)解:由F浮=ρ水gV排得A的体积:
V=V排= = =1.2×10﹣2m3;
A的质量:
mA= = =36kg,
A的密度:
ρA= = =3×103kg/m3
(3)解:物体浸没水的机械效率:
η= = = = ×100%=80%
【解析】(1)由图甲可知,承担物重的绳子股数n=2,则拉力F拉绳的速度等于物体升高速度的2倍;由图乙可知圆柱体A离开水面后拉力F的功率,利用P=Fv求绳子自由端的拉力,而不计绳重、摩擦及阻力,拉力F′= (GA+G轮),据此求A的重力;由图乙可知圆柱体A在水中拉力F的功率,由P=Fv得绳子自由端的拉力,不计绳重、摩擦及阻力,拉力F= (GA﹣F浮+G轮),据此求浮力大小;(2)利用阿基米德原理求A的体积,利用G=mg求A的质量,再利用密度公式求A的密度;(3)利用η= = 求物体浸没水的机械效率.
【题目】在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图所示的装置,将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中,为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积.
他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积.实验数据记录在下表中.
液体种类 | 实验序号 | 物体重力 | 弹簧测力计示数F(N) | 物体受到浮力F浮(N) | 排开液体体积V排(cm3) |
水 | 1 | 2 | 1.5 | ? | 50 |
2 | 1.0 | 1.0 | 100 | ||
3 | 0.5 | 1.5 | 150 | ||
酒精 | 4 | 2 | 1.6 | 0.4 | 50 |
5 | 1.2 | 0.8 | 100 | ||
6 | 0.8 | 1.2 | 150 |
(1)分析表中数据,第一次实验中物体所受的浮力F浮=N.
(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可初步得出结论:当液体的种类相同时,排开液体的体积越 , 浸在液体中的物体受到的浮力越大;分析比较实验序号可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大.
(3)请你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力G排=N.通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系,还可以验证原理.
(4)实验中细心的小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越 . 于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块,如图甲所示.当他把物块浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的读数为0.5N,他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样;当他把物块浸没在酒精中时,如图丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘的N处对应标上0.8g/cm3字样,聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤.
【题目】小花同学利用天平和量杯测量某种液体的密度时,记录实验的数据如表.这种液体的密度和空量杯的质量分别是( )
液体与量杯的质量m/g | 30 | 50 | 70 |
液体的体积V/cm3 | 10 | 30 | 50 |
A.3.0×103kg/m3 10g
B.1.7×103kg/m3 10g
C.1.4×103kg/m3 20g
D.1.0×103kg/m3 20g
【题目】物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动,这种运动只在没有空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,物体的下落也可以近似地看作自由落体运动.
(1)为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,物理学习探究小组(一)提出了如下猜想: 猜想一:物体下落的时间与物体的材料有关;
猜想二:物体下落的时间与物体的质量有关.
猜想三:物体下落的时间与物体下落的高度有关;
为验证猜想的正确性,小组同学用6个金属球做了一系列实验,实验数据记录如下:
实验序号 | 材料 | 质量(g) | 高度(m) | 时间(s) |
1 | 铁球 | 50 | 10 | 1.43 |
2 | 铝球 | 50 | 10 | 1.43 |
3 | 铜球 | 50 | 10 | 1.43 |
4 | 铝球 | 50 | 15 | 1.75 |
5 | 铜球 | 80 | 20 | 2.02 |
6 | 铁球 | 80 | 10 | 1.43 |
①为了验证猜想一,应比较实验序号为的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体的材料 . (选填“有关”或“无关”)
②为了验证猜想二,应比较实验序号为的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体的质量 . (选填“有关”或“无关”)
③为了验证猜想三,应比较实验序号为的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体的下落的高度 . (选填“有关”或“无关”)
(2)物理学习研究小组(二)也对这个问题进行了研究,他们让质量相等的铁球和纸团同时从同一高度由静止开始下落,他们发现两者下落时间不相等,原因是: .
(3)图甲是某实验小组绘制的金属球由静止自由下落的高度h与时间t关系图象;则,图乙中描述重力对该球做功W与时间t关系的尔斯中国图象中,正确的是