题目内容
【题目】南流江总江口水闸建设是北部湾经济区今年的一个重大建设项目,在某次施工中,需要使用如图甲所示的起重机来将江底的实心沉箱匀速提起,图中A处是动滑轮,B、O处是定滑轮, E是卷扬机,作用在动滑轮A上共有4股钢绳,卷扬机转动使钢绳牵引动滑轮A将沉箱匀速提升。已知长方体实心沉箱底面积为10 m2、高为2 m,动滑轮A的质量为1.0×104 kg,用该起重机将沉箱从江底中匀速提升的过程中,卷扬机的钢绳的拉力变化如图乙所示。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/ m3,钢绳的重力、摩擦力及水的阻力忽略不计,此过程中吊臂不动)求:
(1)实心沉箱完全浸没在水中时所受到的浮力;
(2)此实心沉箱在江底时底面所受到水的压力;
(3)此实心沉箱的密度。
【答案】(1)2.0×105 N;(2)3.0×105 N;(3)2.5×103kg/m3
【解析】
(1)实心沉箱完全浸没在水中时所受到的浮力
F浮=ρ水gV 排=1.0×103 kg/ m3×10N/kg×10 m2×2m=2.0×105N
(2)由图乙可知沉箱从上表面到达水面到则好完全离开水面所用的时间为5s,沉箱运动的距离为2m,根据速度公式有
由图乙可知水的深度
h=s2=vt2=0.4m/s×10s=4m
沉箱在江底时底面所受到的压力由液体压强公式p=ρ水gh和压强公式有
F=pS=ρ水ghS=1.0×103 kg/ m3×10N/kg×4 m×10 m2=4.0×105N
(3)当沉箱完全离开水面时,此时钢绳的牵引力为1.5×105N,由于此时处于平衡状态,由动滑轮知识可知
nF=G箱+G轮
则
G箱=4F-m轮g=4×1.5×105N-1.0×104kg×10N/kg=5×105N
箱质量为
由密度公式有
答:(1)实心沉箱完全浸没在水中时所受到的浮力是2.0×105 N;
(2)此实心沉箱在江底时底面所受到水的压力是3.0×105 N;
(3)此实心沉箱的密度是2.5×103kg/m3。
【题目】某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时,不知道给药品降温用冰好,还是盐水结成的冰好?他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图像如图所示,则小明所测盐水的凝固点是_______℃;
(2)他们同时发现所测得盐水凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200mL,小明加了1汤匙的盐,而小红加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表:
盐水浓度(%) | 0 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 21 | 24 | 27 | 30 | 36 |
凝固点(℃) | 0 | -2 | -4 | -6 | -8 | -11 | -15 | -18 | -17 | -1.8 | -0.4 | 0 |
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点__________;
(3)小明由表格数据得到盐水浓度为21%时凝固点最低,其值为﹣18℃,你认为他的判断准确吗?_____(选填“准确”或“不准确”),你判断的理由是__________;
(4)在测量浓度为21%的盐水凝固点时,某一时刻测得盐水温度如图所示,则此时该盐水处于______态;
(5)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用_____(选填冰或适当浓度盐水结成的冰)。