题目内容

密度为ρ的液面上浮有一个质量为m的正方体木块,处于静止状态,如图5-5-8所示,正方体木块在液体外的部分高度为木块边长的.求将木块恰好压入液体中时,液体对木块的浮力所做的功是多少?(木块边长为L)

图5-5-8
据浮力公式F=ρgV,设木块没入水中的深度为x,则F=ρgL2x,可见F与x成正比,做F-x图象如图1所示,初态时;x=,F=mg,末态时,x=L,F=2mg,图线下阴影部分梯形的面积代表F做的功,F做的是负功,故有:

F=
练习册系列答案
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由于对生态环境的破坏,地表土裸露,大片土地沙漠化,加上春季干旱少雨,所以近年来我国北方地区3,4月份扬尘天气明显增多.由于南下的冷空气所带来的大风,席卷了我国从新疆到沿海的北方大部分地区,出现罕见的沙尘暴天气.据环保部门测定,在北京地区沙尘暴严重时,最大风速达到12m/s,同时大量的微粒在空中悬浮.
  根据光的散射知识我们知道,从太阳发出的白光在空中经微粒散射后射向地面,在地面上的人看天空时,看到的是散射光.如果空中的微粒直径比光的波长小得多,散射光的强度跟光的波长的四次方成反比.在白天雨过天晴后,由于空中的微粒很小,太阳发出的可见光中蓝、紫光的波长最短,被散射得最明显,所以看到的天空呈蓝色.当空中悬浮的微粒直径d与入射光的波长λ之比d/λ>0.5时,不同色光的散射强度与波长关系不大,所以在空中悬浮微粒较大时,即使是在晴好的白天我们也很难看到蓝天.晴天的条件下发生沙尘暴时,我们不能看到蓝天,就是这个原因.
(1)若在晴朗的白天出现了沙尘天气,使得天空不再呈蔚蓝色,设可见光的平均波长为5.0×m,求沙尘天气时空中悬浮微粒的直径至少多大?
(2)沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度达到5.8×,悬浮微粒的密度为2.0×,其中悬浮微粒的直径小于m的称为“可吸入颗粒物”,对人体的危害最大.北京地区出现上述沙尘暴时,设悬浮微粒中总质量的1/50为可吸入颗粒物,并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为5.0×,求1.0的空气中所含可吸入颗粒物的数量是多少?(计算时把可吸入颗粒物视为球形,计算结果保留一位有效数字)
(3)没有沙尘暴时,风能是可以利用的清洁能源,利用风力发电机发电就是利用风能的有效途径.已知风力发电机将空气的动能转化为电能的效率为40%,空气的密度为1.3kg/,某风力发电机风车的有效受风面积为5.0,此风力发电机在风速为10m/s时的输出电功率为多大?

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