题目内容
2．
如图，物体A的为边长为0.1m的正立方体，不计绳重与摩擦，g=10N/kg，请你回答以下问题：（1）画出此时物体A所受力的示意图；
（2）将物体浸没在水中，用滑轮组匀速提起物体A时，滑轮组的机械效率为80%，已知动滑轮总重10N，求物体的密度；
（3）若将物体A中间挖成空心后，漂在水面上时，恰好有一半露出水面，将空心部分灌满水，放在水平桌面上，它对桌面的压强多大？
分析 （1）浸没在水中的物体A受到竖直向上的浮力和滑轮组向上的拉力、竖直向下的重力，分别按力的示意图做出三个力；
（2）根据体积公式求出A的体积，根据密度公式和重力公式表示出A的重力，根据阿基米德原理表示出受到的浮力，重力减去浮力即为滑轮组对物体A的拉力T；有用功为克服滑轮组对物体A拉力做的功，总功为克服滑轮组对物体A拉力和动滑轮重力做的功，利用机械效率公式表示出滑轮组的机械效率即可求出物体的密度；
（3）将物体A中间挖成空心后，漂在水面上时，恰好有一半露出水面，根据阿基米德原理求出物体受到的浮力，根据物体漂浮条件可知剩余物体的重力，根据G=mg和密度公式求出实心部分的体积，A体积减去实心部分的体积即为空心部分的体积，也是空心部分装满水时水的体积，根据密度公式求出水的质量，根据G=mg求出重力，放在水平桌面上时压力等于剩余部分重力加上水的重力，根据面积公式求出底面积，利用p=$\frac{F}{S}$求出对桌面的压强．
解答 解：（1）浸没在水中的物体A受到竖直向上的浮力F浮和滑轮组向上的拉力T、竖直向下的重力G，三力的作用点位于A的重心，如下图所示：
（2）正方体的体积：
V=（0.1m）3=10-3m3，
设物体的密度为ρ，则正方体的重力：
G=mg=ρVg，
物体受到的浮力：F浮=ρ水gV，
由力的平衡条件可得，滑轮组对物体A的拉力：
T=G-F浮=ρVg-ρ水gV=（ρ-ρ水）gV，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Th}{（T+{G}_{动}）h}$=$\frac{T}{T+{G}_{动}}$×100%=$\frac{（ρ-{ρ}_{水}）gV}{（ρ-{ρ}_{水}）gV+{G}_{动}}$×100%，
整理可得：ρ=$\frac{{G}_{动}η}{（1-η）gV}$+ρ水=$\frac{10N×80%}{（1-80%）×10N/kg×1{0}^{-3}{m}^{3}}$+1.0×103kg/m3=5×103kg/m3；
（3）将物体A中间挖成空心后，漂在水面上时，恰好有一半露出水面，
则物体受到的浮力：
F浮′=ρ水g$\frac{V}{2}$=1.0×103kg/m3×10N/kg×$\frac{1{0}^{-3}{m}^{3}}{2}$=5N，
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，
所以，此时物体的重力：
G′=F浮′=5N，
则实心部分的体积：
V实=$\frac{m′}{ρ}$=$\frac{G′}{ρg}$=$\frac{5N}{5×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10-4m3，
空心部分的体积：
V空=V-V实=10-3m3-1×10-4m3=9×10-4m3，
空心部分注满水时，水的质量：
m水=ρ水V空=1.0×103kg/m3×9×10-4m3=0.9kg，
水的重力：
G水=m水g=0.9kg×10N/kg=9N，
此时物体对桌面的压力：
F压=G′+G水=5N+9N=14N，
对桌面的压强：
p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{14N}{（0.1m）^{2}}$=1400Pa．
答：（1）物体A所受力的示意图如上图所示；
（2）物体的密度为5×103kg/m3；
（3）对桌面的压强为1400Pa．
点评 本题考查了力的示意图和密度公式、滑轮组机械效率公式、压强公式等综合应用，综合性强，是一道难度较大的题目．
| A． | 甲液体对烧杯底的压强大 | B． | F甲浮＞F乙浮 | ||
| C． | F甲浮＜F乙浮 | D． | 乙液体密度大 |
如图所示是一种蒸蛋器，它在工作时将电能转化为水的内能，产生大量水蒸气，通过热传递方式使蛋的温度升高；同时水蒸气液化（填物态变化名称）放热，使蛋很快蒸熟．| A． | 人体的正常体温为37℃ | B． | 晋江的最低气温可达零下30℃ | ||
| C． | 冰箱冷冻室的温度约为18℃ | D． | 适合人们洗澡的热水温度约70℃ |
