题目内容
儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包在背心上,使用时,穿上这种“救生衣”泡沫塑料位于人的胸部,为了确保儿童的安全,必须使人的头部露出水面,儿童体重约300牛,人的密度约为1.06×103千克/米3,人的头部约占人体总体积的十分之一,泡沫塑料的密度约为10千克/米3,求:
(1)此儿童的体积大约是多少?(3分)
(2)此儿童仅头部露出水面时受到多大的浮力?(3分)
(3)此儿童使用的“救生衣”的最小体积为多大才能保证儿童的安全?(4分)
(1)此儿童的质量约为m=G/g=30.6kg,
体积大约是V=m/ρ=28.9×10-3m3.
(2)此儿童头部体积V’=V/10=2.89×10-3m3.,
浸入水中体积为V1=V-V’=26.×10-3m3.
仅头部露出水面时,受到的浮力
F浮=ρ水g V1=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×26×10-3m3.=260N.
(3)设救生衣的体积为V,有关系式F浮=G总
F浮+ρ水gV=G人+ρ塑gV
解得V=(G人-F浮)÷(ρ水-ρ塑)g =(300N-260N)÷(1.0×103-10)kg/m3×9.8N/kg ≈4×10-3m3。
在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如下:
| 实验次数 | 钩码重/N | 钩码上升的距离/cm | 弹簧测力计的读数/N | 弹簧测力计上升的距离/cm | 机械效率 |
| 1 | 2 | 8 | 0.8 | 24 | 83.3% |
| 2 | 4 | 5 | 1.5 | 15 | |
| 3 | 6 | 10 | 90.9% |
(1)在表中空格处填下适当的数据(机械效率用百分数表示,保留一位小数)。
(2)在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计。
(3)从实验数据分析得出:使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率。
(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关,请你作出恰当的猜想:滑轮组的机械效率与 有关(写出一种影响因素即可)。
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