题目内容
如图5所示,台秤上有一装水容器,底部用一质量不计的细线系住一个空心小球,体积为1.2×10-3m3,质量为1kg,这时台秤的读数为40N,剪断细线后,在小球上升的过程中,台秤的读数是多少?(ρ=1×103kg/m3)
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见解析
【试题分析】
剪断细线后,小球加速上升,对小球由牛顿第二定律得ΣF=ρVg-mg=ma①
小球上升时,小球上方的水也以相同大小的加速度a加速向下流动以填补小球原来占据的空间,那么其水的质量为m′=ρV=1.2kg ②
对容器整体,同理可得台秤对容器的支持力
F=40+ma+m′a ③
代入已知量解①②③得F=39.6N,即台秤的读数是39.6N.
练习册系列答案
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物理兴趣小组活动中,小红提出如下问题:“电梯上升过程中有什么运动规律?”小明同学决定通过实验来探究这一问题.
小明选择了台秤、钩码和停表等仪器进行实验,经过多次仔细的观察和测量,他探究出了电梯上升过程中速度随时间的变化规律(v-t图象),如图所示.
下面是小明的某次实验情况:他将台秤水平放置在电梯内,并把一质量m=0.5kg的钩码放在台秤的托盘上,电梯从第一层开始启动经过不间断地运行,最后停在最高层.在整个过程中,他记录下了台秤在不同时间段内的示数,记录的数据如下表所示,但由于疏忽,小明没有记录下13.0~19.0s 时间段内台秤的示数.请通过分析或计算解答下列问题:(设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的,重力加速度g取10m/s2.)
(1)请你根据v-t图象及表格中的数据,判断在0~3.0s、3.0~13.0s、13.0~19.0s时间段内,电梯内的钩码所处的超、失重状态,并将判断的结果填入表格内相应的位置.
(2)在0~3.0s内,钩码的加速度大小是多少?
(3)v-t图象中电梯做匀速运动时的速度v是多少?
(4)电梯在13.0~19.0s 时间段内台秤的示数应该是多少?
| 时间(s) | 台秤示数(N) | 钩码超、失重判断 |
| 电梯启动前 | 5.0 | |
| 0~3.0 | 5.8 | |
| 3.0~13.0 | 5.0 | |
| 13.0~19.0 | ? | |
| 19.0以后 | 5.0 |