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如图所示,该同学的质量为50千克,用30秒的时间从一楼跑到三楼(上升8米高)。求此同学在这段时间内消耗的功率。(g取10牛/千克)
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解:根据G=mg=50千克×10牛/千克=500牛,此同学在这段时间做的功W=mgh=500牛×8米=4000焦, 功率P=W/t=4000焦/30秒=133.3瓦。
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(2008?义乌市)某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图所示,取一块与自己等长的木板,一端固定,另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来(摩擦不计),在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡.如果该同学身高160cm、质量40kg,平躺到木板上后在托盘中再加上重为137.2N的物体,木板再次水平平衡.
(1)该装置中滑轮的作用是
改变力的方向
改变力的方向
.
(2)在测人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡”,这样做的目的是
排除木板重力对实验的影响
排除木板重力对实验的影响
.
(3)请通过计算说明该同学的重心位置(g取9.8N/kg).
小华同学用有挂钩的塑料吸盘来“估测大气压的值”,他设计的实验方案是:将蘸水的吸盘按在平滑的玻璃板上,挤出里面的空气,按住玻璃板,用弹簧测力计钩着吸盘上的挂钩,缓慢往上拉,记录吸盘刚刚脱离玻璃板时弹簧测力计的读数,再测量出吸盘与玻璃板的接触面积,即可算出大气压的值,如图所示.实验室提供的器材是:量程为10N的弹簧测力计1只,底面积为3cm
2
的吸盘,平滑玻璃板.实验时,他发现当弹簧测力计拉至读数最大时,吸盘仍未脱离玻璃板,实验室又没有量程更大的弹簧测力计,他认为可运用其他器材结合所学物理知识来解决这一问题.
(1)请设计两种不同的实验方案,要求:先确定所需的器材(除量程为10N的弹簧测力计1只、底面积为3cm
2
的吸盘和平滑的玻璃板外),再简要说明你是如何运用物理知识解决这一问题的?(不增加弹簧测力计的个数)
[方案一]器材:
轻质杠杆,细绳,铁架台
轻质杠杆,细绳,铁架台
;说明:
利用省力杠杆,在一端用量程较小的弹簧测力计的拉力,在另一边可获得较大的拉吸盘的力
利用省力杠杆,在一端用量程较小的弹簧测力计的拉力,在另一边可获得较大的拉吸盘的力
[方案二]器材:
定滑轮,钩码,细绳,铁架台
定滑轮,钩码,细绳,铁架台
;说明:
用钩码作为配重,利用钩码的重力来增加对吸盘的拉力
用钩码作为配重,利用钩码的重力来增加对吸盘的拉力
(2)该实验只能粗略测出大气压的值,结果并不精确,请指出你所设计的方案中产生误差的主要原因有哪些?(写出2点即可)
①
方案一中:吸盘中排气不清(或有少量空气)、气密性不好、吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的读数不准确、弹簧测力计自身有重力、杠杆有自重且杠杆重心不在悬点正下方等
方案一中:吸盘中排气不清(或有少量空气)、气密性不好、吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的读数不准确、弹簧测力计自身有重力、杠杆有自重且杠杆重心不在悬点正下方等
;
②
方案二:吸盘中排气不清(或有少量空气)、气密性不好、吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的读数不准确、弹簧测力计自身有重力、滑轮与轴间有摩擦等
方案二:吸盘中排气不清(或有少量空气)、气密性不好、吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的读数不准确、弹簧测力计自身有重力、滑轮与轴间有摩擦等
.
(2012?黄冈)李翔同学在山上找到了一块坚硬的石块,他仅用直尺这一测量工具测出了石块的密度.装置如图所示,主要实验步骤如下:
A.用细线将轻质直杆悬起来,悬点为O,并将一重物用细线悬于直杆O点左侧的P点;
B.保持重物的悬点不变,将装水的轻质塑料袋用细线挂在直杆O点右侧的某点,直杆处于水平静止,用直尺测得该点到O的距离为30.0cm;
C.在溢水杯中装满水,将待测石块缓慢浸没在杯中,让溢出的水全部流入轻质塑料袋中;
D.保持重物的悬点不变,将待测石块用细线挂在直杆O点右侧的某点,直杆处于水平静止,用直尺测得该点到O的距离为12.0cm;
(1)实验中主要应用的力学规律是
杠杆的平衡条件
杠杆的平衡条件
(填“阿基米德原理”或“杠杆的平衡条件”);
(2)上述实验步骤最佳顺序是
ADCB
ADCB
(填入步骤前的字母);
(3)已知水的密度为1.0×10
3
kg/m
3
,可求得待测石块密度为
2.5g/cm
3
2.5g/cm
3
.
科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤.他们找来一个瓶身为柱状体的空饮料瓶,剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖系系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,如图 所示.使用时,只要把被测物体投入瓶中,从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量.
a.在这里石块的作用是什么?试应用所学物理知识分析其中的道理.
b.这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗?为什么?
c.经测量,该饮料瓶圆柱状部分的直径为8.0cm,当浮力秤中不放被测物体时,水面所对位置为零刻度(如图 8 所示).请根据图中标明的长度值,通过计算,在1、2、3、4 各刻度线右侧给浮力秤标明对应的质量值.(π取3.1,最后结果只保留整数)
(2011?房山区一模)如图所示 支撑杠杆水平平衡的支架AOB随物体M在液体中能上下运动自动升降,物体M的密度为2.7×10
3
kg/m
3
,轻质杠杆L
OA
:L
OB
=2:5.某同学质量为60kg,利用这个装置进行多次实验操作,并将实验数据记录于表格中(表格中F
浮
为物体所受的浮力、h为物块浸入液体的深度,P为液体对容器底部的压强),在各次操作过程中可认为杠杆始终保持水平.其中一次实验用力F
1
拉动绳自由端匀速竖直向下运动,该同学对地面的压强为独立站在地面时对地压强的一半,滑轮组的机械效率η=90%.已知,物体M浸没在液体中时,液体深度1.8m(绳的重力、滑轮与轴的摩擦及液体对物体的阻力不计.g=10N/kg).
F
浮
/N
100
200
300
400
500
600
600
600
h/m
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
P/p
a
16725
16975
17225
17425
17725
18000
18000
18000
求:(1)拉力F
1
的大小;
(2)液体的密度;
(3)物体M完全露出液体表面时,滑轮组的机械效率(百分号前面保留整数).
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