题目内容
【题目】如图所示,容器底面积为200 cm2,物体A漂浮在水面上,其密度为0.6×103 kg/m3,体积为500 cm3。(ρ水=1×103 kg/m3)求:
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(1)物体A漂浮时所受的浮力;
(2)物体A放入水中后,露出水面的体积V1和浸在水中的体积V2的比值;
(3)若用力将A慢慢向下压,直到A刚好浸没在水中,求压力F的大小和压木块前后水对容器底部的压强的增加量Δp。
【答案】(1)3 N;(2)2:3;(3)2N;100 Pa。
【解析】
(1)物体A的重力:
G=mAg=ρAVAg=0.6×103kg/m3×500×106m3×10N/kg=3N,
因为A漂浮在水面上,所以A受到的浮力:
F浮=G=3N;
(2)因为F浮=G=ρAVAg,且F浮=ρ水V排g,所以可得:ρ水V排g =ρAVAg,则:
=
=
=
,
即浸在水中的体积V2=V排=
VA,则露出水面的体积V1=
VA,可得露出液面的体积V1和浸在水中的体积V2的比值:
V1: V2=
VA:
VA =2:3;
(3)物体A浸没水中时排开水的体积:
=VA=500cm3=500×106m3,此时物体A受到的浮力:
=ρ水
g=1.0×103kg/m3×500×106m3×10N/kg=5N,
由力的平衡条件可得,对物体A施加的压力:
F压=
G=5N3N=2N,
压木块前后水对容器底的压力变化量:
△F=F压=2N,
则水对容器底的压强变化量:
△p=
=
=100Pa。
答:(1)物体A漂浮时所受的浮力为3N;
(2)物体A放入液体中后,露出液面的体积V1和浸在水中的体积V2的比值为2:3;
(3)若用力将A慢慢向下压,直到A刚好浸没在水中,压力F的大小为2N,压木块前后水对容器底部的压强的增加量为100Pa。
【题目】有人说,同一机械的机械效率是不变的.小华设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验,来检验此说法是否正确.
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(1)用笔画线代替绳子,在图甲中画出最省力的绳子绕法.
(_______)
(2)如图乙所示,小华在实验中保持滑轮组不变,改变重物的质量,通过弹簧测力计匀速拉动绳子使重物缓缓上升,测得数据如下表(g取10N/kg):
序号 | 重物质量/kg | 重物上升距离/cm | 弹簧测力计示数/N | 绳端移动距离/cm | 机械效率 |
1 | 0.1 | 10 | 1.1 | 20 | 45.5% |
2 | 0.2 | 10 | 1.6 | 20 | |
3 | 0.3 | 10 | 2.1 | 20 | 71.4% |
第2次实验中的机械效率是_____;根据表中数据可以得到,滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而_____.