题目内容

15.如图所示,小莉同学用水桶给刚刚栽上的树苗浇水.桶装满水时,水桶、水和漂浮在水面上的水勺的总重为120N,水面距桶底高度h=0.3m,提水时,手的受力面积为1×10-3m2.(g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3)问:
(1)桶装满水时,水对桶底压强多大?提水时,人手受到的压强是多大?
(2)小莉将水桶提离地面0.2m后,沿平地行走20m到栽树处,整个过程中人对水桶所做的功.
(3)若水勺的质量为0.5kg,且完全漂浮在水面,求水勺受到的浮力大小.

分析 (1)知道水面距桶底高度(水深)和水的密度,利用液体压强公式求水对桶底压强;提水时,人手受到的压力等于水桶、水和漂浮在水面上的水勺的总重,根据p=$\frac{F}{S}$求出人手受到的压强;
(2)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上通过的距离;将水桶提升,对水桶做功,利用W=Gh计算;沿平地行走,在拉力的方向上没有移动距离,不做功;
(3)知道水勺质量,利用重力公式求水勺受到的重力;水勺漂浮在水面上,利用漂浮条件求水勺受到的浮力.

解答 解:(1)桶装满水时,水对桶底压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
提水时,人手受到的压力:
F=G总=120N,
人手受到的压强:
p′=$\frac{F}{S}$=$\frac{120N}{1×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.2×105Pa;
(2)提升水桶做的功:
W=G总h=120N×0.2m=24J,
提着水桶沿平地行走,在拉力的方向上移动距离为0,拉力做功为0,
所以在整个过程中,对水桶做功为24J;
(3)水勺受到的重力:
G勺=m勺g=0.5kg×10N/kg=5N,
因水勺漂浮,
所以,水勺受到水的浮力:
F浮=G勺=5N.
答:(1)桶装满水时,水对桶底压强3000Pa;提水时,人手受到的压强是1.2×105Pa;
(2)整个过程中人对水桶所做的功为24J;
(3)水勺受到的浮力为5N.

点评 本题考查了学生对液体压强公式、固体压强公式、重力公式、漂浮条件的掌握和运用,用所学知识解决身边的问题,有意义,属于常见的中考题型.

练习册系列答案
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10.小春发现高速公路常有如图1所示的限速警告标志,他问爸爸:为什么在相同的道路上行驶的汽车却会有不同的最高时速限制呢?爸爸告诉他:大车质量大,惯性大,如果速度太快的话,遇紧急情况时不能及时停下来,极易造成交通事故.小春想:这就是说在相同情况下大车要停下来所用的距离比小车要长?为此,他设计了如图2所示的装置及以下探究方案:
①让一辆小车从光滑斜面上某位置由静止滑下,测出它在水平面运动的距离s1;
②给小车车厢里添加适当的钩码,并使小车从同一高度由静止滑下,测出它在水平面运动的距离s2;
③再继续增加钩码数量,重复步骤②、④比较各次水平运动距离s的大小,归纳出结论对于上述探究方案,请你作答:

(1)给小车添加钩码的目的是:增大(或改变)小车质量.
(2)让小车从同一高度下滑的目的是:小车到达水平面时的初速度相同.
(3)假设各次小车在水平面上运动时所受的摩擦力均相同,则s2>s1(选填:“>”、“=”或“<”),原因是:初始速度相同,质量越大,小车的动能越大,到停止的过程克服阻力做的功就越多,在阻力相同的情况下,则运动的路程越长(或质量大,惯性就大,在相同条件下小车停下来所需的距离就长).
(4)小春的探究方案合理吗?不合理.为什么?压力不同,小车所受的摩擦力不同,不能满足控制变量,所以不合理.

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