题目内容
【题目】小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重,不计绳重、摩擦和水的阻力。请画出与解题过程相应的受力分析示意图。
(1)物体A的质量为50kg,求物体A的重力是多少?
(2)如图甲所示,小雨对绳子自由端的拉力为150N时,地面对物体A的支持力是100N。为了提起物体A,他增加了滑轮个数,组装了如图乙所示的滑轮组,并利用它将物体A在空气 中匀速提升了2m,求小雨做的功是多少?
(3)小雨用图乙所示的滑轮组,将另一密度为1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中,拉力F随时间t变化的图象如图丙所示。已知F2与F1之差为50N,在空气中提升B时滑轮组的机械效率为 75%。求液体密度是多少?
【答案】(1)物体A的重力是500N;(2)小雨做的功是1200J;(3 )液体密度是1×103kg/m3.
【解析】
试题分析:(1)物体A的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(2)如图甲,由题意可知,小雨没有把重物A提起来,
对A进行受力分析如下图1,由力的平衡条件可得G=F拉+F支,
滑轮组对A的拉力:F拉=G-F支=500N-100N=400N,
根据力的作用是相互的,A对滑轮组的拉力等于滑轮组对A的拉力,
由图甲可知,n=3,对甲滑轮组的动滑轮进行受力分析,如图2所示,
由力的平衡条件可得3F=F拉+G动,
所以动滑轮的重力:G动=3F-F拉=3×150N-400N=50N,
为了提起物体A,他增加了滑轮个数,组装了如图乙所示的滑轮组,对乙图的动滑轮和A物体进行受力分析,如图3:
此时绳端的拉力,
由图乙可知,n′=4,
绳子移动的距离:s=4h=4×2m=8m,
小雨做的功:W=F′s=150N×8m=1200J;
(3)不计绳重、摩擦,在空气中提升B时滑轮组的机械效率:,
代入数据可得:,解得GB=300N;
已知B的密度,由可得,B的体积:;
在空气中,绳端的拉力:,
已知F2-F1=50N,则在水中绳端的拉力:F1=F2-50N=100N-50N=50N,
B物体浸没在水中时,以B物体和2个动滑轮为研究对象,其受力情况如图4,
由力的平衡条件可得4F1+F浮B=GB+2G动,
则B在水中受到的浮力:F浮B=GB+2G动-4F1=300N+2×50N-4×50N=200N;
由F浮B=ρ液gV可得,液体的密度:.
答:(1)物体A的重力是500N;(2)小雨做的功是1200J;(3 )液体密度是1×103kg/m3.
【题目】下面是小滨同学探究“水的沸腾”实验的过程:
(1)安装实验器材时,小滨应按照(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;
(2)安装好器材开始实验后,小滨的操作如图所示,请指出小滨的错误之处:;
(3)下表是实验过程中不同时刻的温度记录,小滨由于粗心大意记错了一个实验数据,你认为错误的数据是 , 你这样判断的理论依据是;
时间/min | … | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | … |
温度/℃ | … | 96 | 97 | 98 | 98 | 95 | 98 | 98 | … |
(4)改正数据后,小滨根据实验数据判定该地水的沸点为℃,可能的原因是当地的大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)1标准大气压;
(5)小滨撤去酒精灯后,发现水未停止沸腾,试分析其原因:(合理即可).
【题目】回顾实验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整):
(1)用伏安法测量小灯泡的电阻:
装置 | 小雨连接了如图所示的实验电路,其中有一处错误,请在错误的导线上打“×”, 并重新画一根正确连接的导线。
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图象 | 请根据表中数据,画出小灯泡的I-U图象。 |
方法 | 用电压表和电流表测量电阻,运用的科学方法是 法。 |
问题 讨论 | 将实验中的小灯泡换成定值电阻,为了减小误差,应多次测量电压及电流的值,算出电阻,最后求出电阻的 。 |
(2)探究电磁感应现象
方法 | 小雨由电流的磁效应联想到:“既然电能够生磁”,那么“磁能否生电”?小雨提出问题时运用的科学方法是 法。 | |
结论 | 闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就产生感应电流。在此过程中 能转化为电能。 | |
问题 讨论 | 把上述实验中灵敏电流计换成电源,发现通电导线在磁场中运动,据此制成了 。 |