题目内容

【题目】如图甲所示,是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过滑轮牵引水下一个实心长方体重物,在整个打捞过程中,轻质细绳始终处于水平或竖直方向,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动,图乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力、滑轮轮与轴以及绳与滑轮间的摩擦。则(  )

A.长方体重物的密度是8×103kg/m3

B.长方体重物全部浸没在水中所受浮力大小为4000N

C.整个打捞过程中,汽车拉动重物的拉力大小为3500N

D.打捞前,长方体重物上表面所受水的压力为2.5×103N

【答案】AD

【解析】

ABC.由图乙知,在AB段,重物浸没在水中;BC段,重物部分浸入水中;CD段,重物在水面上。而整个过程中,汽车匀速行驶,则重物也匀速运动,那么CD段,重物所受的重力与汽车对重物的拉力是一对平衡力,据P=Fv得,重物的重力

重物的质量

在AB段,拉力

即在AB和CD段汽车拉动重物的拉力不同,故C错误;

此时重物受到向上的浮力、拉力和向下的重力,处于平衡状态,则所受的浮力

F浮=G-FCD=4000N-3500N=500N

即重物浸没时,浮力大小为500N,故B错误;

据阿基米德原理得,重物浸没时的体积

重物的密度

故A正确;

D.打捞前,重物上表面在水中的深度

h1=vtAB=0.2m/s×50s=10m

此时重物上表面承受的压强

p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=105Pa

重物的高度

h=vtBC=0.2m/s×10s=2m

重物上表面面积

那么重物上表面所受水的压力

F压=pS=105Pa×0.025m2=2.5×103N

故D正确。

故选AD。

练习册系列答案
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【题目】小明在探究“杠杆平衡条件” 的实验中:

(1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向____调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是_____。

(2)如图甲所示,在杠杆左边A处挂四个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码__________个。

(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(变大/变小/不变),其原因是______。

(4)做实验时,如图丙所示的杠杆已达到平衡。当杠杆由图乙的位置变成图丙的位置时,弹簧秤的示数将__________ 。(填“变大”、“变小”或“不变”,设杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的中心,并且不计支点处摩擦)

(5)小明继续研究杠杆的机械效率,他们用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计测拉力F,装置如图丁所示,使杠杆缓慢匀速上升, 用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2;则:①杠杆机械效率的表达式为η=_____。(用测量的物理量符号表示)②若只将测力计的悬挂点由A移至C点,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

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