题目内容
(1)铝块露出液面前电动机所提供的拉力F1;
(2)离开液面后如果铝块A以0.1m/s的速度匀速上升时,电动机所提供的拉力F2的功率.
分析:(1)知道铝块的质量和铝的密度,利用密度公式求铝块的体积,利用重力公式求铝块重,
铝块A完全浸没在液体中和铝块A全部露出液面后,液体对容器底部的压力变化量就是铝块受到的浮力,则F浮=△F=△ps,铝块在液体中滑轮组的机械效率η1=
=
,铝块离开液体面η2=
=
,由于η1:η2=5:6,可求动滑轮重,细绳的质量、滑轮与轴的摩擦、液体对铝块A的阻力均忽略不计,根据
F=
(G铝+G轮-F浮)求F1大小;
(2)铝块离开液体面,利用F=
(G铝+G轮)求拉力大小,再求出拉力F2移动速度,利用P=Fv求F2做功功率.
铝块A完全浸没在液体中和铝块A全部露出液面后,液体对容器底部的压力变化量就是铝块受到的浮力,则F浮=△F=△ps,铝块在液体中滑轮组的机械效率η1=
| W有 |
| W总 |
| G铝-F浮 |
| G铝-F浮+G动 |
| W有 |
| W总 |
| G铝 |
| G铝+G动 |
F=
| 1 |
| 3 |
(2)铝块离开液体面,利用F=
| 1 |
| 3 |
解答:解:(1)V铝=
=
=1×10-3m3,
G铝=m铝g=2.7kg×10N/kg=27N,
由题知铝块在液体中受到的浮力:
F浮=△F=△ps=400Pa×3×10-2m2=12N,
η1=
=
=
=
,
η2=
=
=
,
∵
=
=
∴G动=9N,
F1=
(G铝+G轮-F浮)=
(27N+9N-12N)=8N;
(2)F2=
(G铝+G轮)=
(27N+9N)=12N,
拉力F2移动速度:
v=3×0.1m/s=0.3m/s,
拉力F2做功功率:
P=F2v=12N×0.3m/s=3.6W.
答:(1)铝块露出液面前电动机所提供的拉力为8N;
(2)离开液面后如果铝块A以0.1m/s的速度匀速上升时,电动机所提供的拉力F2的功率为3.6W.
| m铝 |
| ρ铝 |
| 2.7kg |
| 2.7×103kg/cm3 |
G铝=m铝g=2.7kg×10N/kg=27N,
由题知铝块在液体中受到的浮力:
F浮=△F=△ps=400Pa×3×10-2m2=12N,
η1=
| W有 |
| W总 |
| G铝-F浮 |
| G铝-F浮+G动 |
| 27N-12N |
| 27N-12N+G动 |
| 15N |
| 15N+G动 |
η2=
| W有 |
| W总 |
| G铝 |
| G铝+G动 |
| 27N |
| 27N+G动 |
∵
| η1 |
| η2 |
| ||
|
| 5 |
| 6 |
∴G动=9N,
F1=
| 1 |
| 3 |
| 1 |
| 3 |
(2)F2=
| 1 |
| 3 |
| 1 |
| 3 |
拉力F2移动速度:
v=3×0.1m/s=0.3m/s,
拉力F2做功功率:
P=F2v=12N×0.3m/s=3.6W.
答:(1)铝块露出液面前电动机所提供的拉力为8N;
(2)离开液面后如果铝块A以0.1m/s的速度匀速上升时,电动机所提供的拉力F2的功率为3.6W.
点评:本题考查了学生对重力公式、密度公式、压强公式、效率公式的掌握和运用,本题关键:一是知道铝块在液体中、离开液体面时使用滑轮组的有用功、总功;二是利用P=Fv;三是利用好“细绳的质量、滑轮与轴的摩擦、液体对铝块A的阻力均忽略不计时,F=
(G铝+G轮-F浮)”.
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