题目内容
【题目】如图甲,高度足够高的圆柱形容器,高处有一个注水口,以10cm3/s均匀向内注水,容器正上方天花板上,有轻质细杆(体积忽略不计)粘合着由两个横截面积不同的实心圆柱体组成的组合,此组合的A、B部分都是密度为0.8g/cm3的不吸水复合材料构成,图乙中坐标记录了从注水开始到注水结束的1min内,水面高度h的变化情况,根据相关信息,求:
(1)圆柱形容器的横截面积S:
(2)组合体B的质量mB;
(3)分别在t1=18s和t2=43s时,杆对圆柱体组合作用力的大小之比F1:F2;
(4)在注水过程中,选取两个长为连续的26s的时段(两时段可部分重叠)计算在这两个时段内液体对容器底压强增加量比值的最大值。
【答案】(1)40cm2;(2)160g;(3)14:1;(4)24/17。
【解析】
(1)图乙知道,0~8s,水面上升的速度均匀,说明此过程水面在圆柱体B的下面,当t=8s时,刚好与B的下表面接触;所以,0~8s内容器中注入的水体积是:
V1 =vt1 =10cm3 /s×8s=80cm3 ,
由图乙知道,0-8s时,水面升高的高度是h1 =2cm,由于体积公式V=Sh知道,容器的底面积是:
;
(2)8s~28s是圆柱体B浸入水中的过程,t=28s时,B刚刚全部浸没;水面刚好与A的下表面接触;8s~28s时间内,注入的水体积是:
V2 =vt2 =10cm3 /s×(28s-8s)=200cm3 ,
由图乙知道,在8~28s时,水面升高的高度是:
h2 =12cm-2cm=10cm,
由于时间8s~28s是圆柱体B浸入水中的过程,t=28s时,B刚刚全部浸没;所以,B的高度是:
hB=h2 =10cm,
B圆柱体的体积是:
VB =S容h2 -V2 =40cm2 ×10cm-200cm3 =200cm3,
由图乙知道,28s~58s时间内,注入的水体积是:
V3 =vt3 =10cm3 /s×(58s-28s)=300cm3 ;
由图乙知道,28-58s时,水面升高的高度是:
h3 =22cm-12cm=10cm;
由于时间28s~58s是圆柱体A浸入水中的过程,t=58s时,A刚刚全部浸没;所以,A的高度是:
hA=h3 =10cm,
所以,A圆柱体的体积是:
VA =Sh3 -V3 =40cm2 ×10cm-300cm3 =100cm3;
根据题意知道,A、B部分的密度都是0.8g/cm3,由知道,组合体AB的质量分别是是:
,
;
重力分别是:
,
;
(3)由 知道,圆柱体AB的横截面积分别是:
由图乙知道,在t1=43s时,B刚刚有一半浸没水中,即 ,此时B排开水的体积是:
此时AB圆柱体组合受到的浮力是:
,
所以,杆对圆柱体组合工件的作用力是:
F1 =(GA+GB)-F浮B =(0.8N+1.6N)-1N=1.4N;
由图乙知道,在t1=43s时,A刚刚有一半浸没水中,即 ,此时AB排开水的体积是:
此时AB圆柱体受到的浮力是:
,
所以,杆对圆柱体组合工件的作用力是:
所以,在t1=18s和t2=43s时,杆对圆柱体组合作用力的大小之比是:
;
(4)由图乙知道,由于圆柱体在水中,所以,当容器容水的横截面最小时,液面上升高的高度最大,所以,在连续的26S内,
0~26s时液面上升的高度是:
;
8~34s时液面上升的高度是:
;
34~60s时液面上升的高度是:
所以,8~34s时之间的液面上升最快,34~60s之间的液面上升最慢,即两个时段内液体对容器底压强增加量比值是最大值
。
答:(1)圆柱形容器的横截面积是40cm3;
(2)组合体B的质量mB是160g;
(3)在t1=18s和t2=43s时,杆对圆柱体组合作用力的大小之比14:1
(4)在注水过程中,两个长为连续的26s的时段内液体对容器底压强增加量比值的最大值是24:17。
【题目】如图甲所示是探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置,实验所用的长木板,两个面的粗糙程度不同。小毅和小晨同学根据猜想进行了实验,得出数据如下表所示:
实验序号 | 长木板表面 | 木块放置方式 | 拉动木块的个数 | 弹簧测力计示数/N |
① | 很粗糙 | 平放 | 1 | 1.5 |
② | 很粗糙 | 平放 | 2 | 3 |
③ | 较粗糙 | 平放 | 2 | 1.6 |
④ | 较粗糙 | 平放 | 2 | 1.6 |
(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据____________的知识可知,弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等。
(2)由______次实验可以探究滑动摩擦力的大小是否和接触面所受的压力有关。
(3)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图乙所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图乙所示实验中_______(选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
【题目】如图所示是探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置。
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
钢球质量m/g | 20 | 20 | 20 |
钢球下落高度h/cm | 5 | 8 | 10 |
木块滑行距离s | 近 | 较远 | 最远 |
(1)为了探究动能与质量的关系,应该让质量__________(选填“相同”或“不相同”)的钢球分别从斜面的同一高度h由静止开始滚下,比较木块B被撞击后运动距离s的远近;
(2)为了探究动能与速度的关系,应该_________________。记录得到的数据如上表所示,分析数据得到的结论可用于解释汽车__________(选填“超速”或“超载”)带来的危害。