题目内容

16．如图甲所示，质地均匀的圆柱形金属块在细绳竖直向上拉力的作用下，从容器底部开始以恒定的速度V=0.1m/s上升到离开水面一定的高度处，图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象，不考虑液面变化，g取10N/㎏，结合图象信息求：

（1）金属块完全脱离水面后，钢丝绳的拉力3s对物体所做的功是多少？
（2）金属块未露出水面前，液体对容器底的压强多大？
（3）求金属块浸没在水中所受的浮力及金属块的密度？

分析 （1）由图象乙读出金属块完全脱离水面后钢丝绳的拉力，再根据v=$\frac{s}{t}$求出上升的距离s，再根据W=Fs求出拉力做的功；
（2）根据图象求出金属块未露出水面前在水中运动的时间，求出金属块运动的距离，即为水的深度，再根据p=ρgh求出水对容器底的压强；
（3）由图象读出金属块的重力和金属块在水中时的拉力，求出浮力；根据F浮=ρ水gV排求出金属块排开水的体积即为金属块的体积，再根据G=mg=ρVg求出金属块的密度．

解答 解：（1）由图象乙读出金属块完全脱离水面后钢丝绳的拉力F=G=54N，
由v=$\frac{s}{t}$得钢丝绳的拉力3s移动距离：s=vt=0.1m/s×3s=0.3m，
钢丝绳的拉力3s对物体所做的功：W=Fs=54N×0.3m=16.2J；
（2）由图乙可知，金属块未露出水面前在水中运动的时间t′=2s，
金属块向上移动的距离：s′=vt′=0.1m/s×2s=0.2m，
由图乙BC段可知，金属块露出水面所用时间t″=2s，
则金属块的高度：h=s″=vt″=0.1m/s×2s=0.2m，
所以水的深度：H=h+s′=0.2m+0.2m=0.4m
对容器底的压强p=ρgH=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa；
（3）由图象乙可知，金属块的重力G=54N，金属块浸没在水中时的拉力F′=34N，
金属块浸没在水中所受的浮力F浮=G-F′=54N-34N=20N；
由F浮=ρ水gV排得金属块的体积：
V=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{20N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10-3m3，
由G=mg=ρVg得金属块的密度：
ρ=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{54N}{2×1{0}^{-3}{m}^{3}×10N/kg}$=2.7×103kg/m3．
答：（1）钢丝绳的拉力3s对物体所做的功16.2J；
（2）液体对容器底的压强4000Pa；
（3）金属块浸没在水中所受的浮力20N；金属块的密度2.7×103kg/m3．

点评 本题考查了速度、功、压强、浮力、重力、密度的计算以及二力平衡条件的应用，读懂图象是解决此题的关键．

练习册系列答案
相关题目
6．如图所示的电路中，电源电压U=6V，电阻R1=6Ω，电阻R2=4Ω，只闭合S2，通电10s的时间内电流通过R2产生的电热是14.4J；整个电路消耗的最大电功率和最小电功率之比为25：6．
7．如图所示，光（light）的世界变化莫测，奥妙无穷．其中与其它现象原理不同的是（　　）
A．
山与其倒影		B．铅笔好像“断”了C．
海市蜃楼奇观		D．
光的“鹊桥”-彩虹
4．小明家电热水器的简化电路图如图所示，S1是手动开关，置于热水器水箱外部；S2是温控开关，置于热水器水箱内部，当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开；R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝．使用时，手动闭合开关S1，电热水器开始工作．电热水器部分参数如表所示：
额定电压220V
频率50Hz
保温功率220W
加热功率1980W
水箱容量50L
设定温度40℃
（1）电热丝R1的阻值是多少？
（2）加热时流过电热丝R2的电流是多少？
（3）假设将一箱水加热至设定温度时水吸收的热量为4.2×106J，用了50min，则电热水器的效率是多少？
11．如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小，直至停止，下列解释中不正确的是（　　）
A．动能与势能可以相互转化
B．上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用
C．滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能
D．滚摆整个运动过程中，机械能不守恒
1．机械在生活中有广泛的应用．
（1）用图甲的独轮车搬运砖头，车和砖总重G=1200N，独轮车的有关尺寸如图所示．推车时，人手竖直向上的力F为300N，这是一个省力杠杆．
（2）图乙中，用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体，物体在4s内上升2m，人所用的拉力为125N．此过程中，人做的有用功是400J，拉力的功率是125W，滑轮组的机械效率是80%．
8．如图所示，以下说法中正确的是（　　）
A．开关S2控制整个电路
B．电动机与小灯泡工作时互相影响
C．电动机与小灯泡都工作时两端的电压相等
D．开关S1、S2都闭合时电动机与小灯泡是串联的
5．一个质量为140g、体积为1.8×10-4m3的物体，用手将其浸没在水中时，物体受到的浮力为1.8N，松手后物体将上浮（选填：“上浮”、“下沉”或“悬浮”）． 待物体静止时，物体所受浮力为1.4N．（g取10N/kg）
6．小敏知道太阳光通过三棱镜后，会呈现绚丽的多种色光，如图，他想利用这样的结果为自己的父亲搭建一个工作棚，希望棚内明亮，温度低，选择了一种ETFE材料做外膜．它质地轻巧，透光性好，跟玻璃相比，它可以透过更多的阳光和空气，为了研究外层膜应采用什么颜色，进行了多次试验，获得了如表一、表二多种结果．
表一：
照射光的颜色绿色红色白光绿色红色蓝色白光
膜的颜色绿色红色蓝色紫色绿色红色黄色
透过膜的光颜色绿色红色蓝色黑色黑色黑色黄色
表二：
膜的颜色蓝色无色紫色
一天中棚外最高温度/℃383838
一天中棚内最高温度/℃405034
光透过的量90%96%50%
（1）如图实验说明太阳光经过三棱镜会发生色散，可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光
（2）通过小敏的实验可以知道：
①透明物体的颜色由透过的色光决定
②膜的颜色用蓝比较好．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网