分析 (1)根據(jù)圖象讀出長方體A的重力和未露出水面時受到的拉力,然后根據(jù)稱重法即可求出長方體A未露出水面時受到的浮力;
(2)貨箱浸沒在水中受到的壓強,用公式p=ρgh計算;
(3)根據(jù)起吊前長方體A的受力分析求出對河底的壓力,根據(jù)長方體A的體積和高度求出長方體A底面積,利用p=$\frac{F}{S}$即可求出A對河底的壓強;
(4)根據(jù)機械效率的關系列出兩種情況下成立的關系式,得出動滑輪的重力,根據(jù)滑輪組的省力特點計算出承擔物重的繩子段數(shù);
從而可根據(jù)v繩=nv物得出繩子的速度,由公式P=$\frac{W}{t}$=Fv得出拉力的功率.
解答 解:(1)根據(jù)圖乙可知,長方體A未露出水面時所受的拉力F1=2×104N;
長方體A的重:G=3×104N,
故A未露出水面時受到的浮力:F浮=G-F1=3×104N-2×104N=1×104N;
(2)根據(jù)圖乙可知,長方體A從河底到上表面接觸水面所用時間t1=40s,
則沒有開始起吊時,長方體上表面所處的深度為h1=vt1=0.1m/s×40s=4m,
上表面受到的壓強為p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa;
(3)由圖乙可知,長方體A的高:L=vt2=0.1m/s×(60s-40s)=2m,
由F浮=ρ水gV排可知,V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1×1{0}^{4}N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1m3;
因為A浸沒在水中,所以A的體積:VA=V排=1m3;
則長方體A的底面積SA=$\frac{{V}_{A}}{L}$=$\frac{1{m}^{3}}{2m}$=0.5m2,
起吊前長方體A受浮力的作用,則A對河底的壓力:F′=G-F浮=3×104N-1×104N=2×104N,
壓強:p′=$\frac{F′}{{S}_{A}}$=$\frac{2×1{0}^{4}N}{0.5{m}^{2}}$=4×104Pa;
(4)長方體A完全離開水面后,滑輪組的機械效率:η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$;
所以,n=$\frac{G}{ηF}$=$\frac{3×1{0}^{4}N}{80%×7.5×1{0}^{3}N}$=5,
則拉力F作用點移動的速度:v=5×0.1m/s=0.5m/s;
故拉力F的功率:P=Fv=7.5×103N×0.5m/s=3750W.
答:(1)長方體A未露出水面時受到的浮力為1×104N;
(2)長方體A在水中沒有開始起吊時,上表面受到水的壓強為4×104Pa;
(3)未起吊前,長方體A對河底的壓強是4×104Pa;
(4)長方體A完全離開水面后,在上升過程中F的功率為3750W.
點評 本題考查了浮力、密度、壓強、效率和功率的計算,主要是考查公式的靈活運用,關鍵會選擇合適的計算公式.
科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題
實驗序號 | “路面”材料 | 小車運動的路程(cm) |
1 | 毛巾 | 40 |
2 | 棉布 | 70 |
3 | 木板 | 110 |
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科目:初中物理 來源: 題型:計算題
水箱容量 | 額定電壓 | 加熱功率 | 保溫功率 |
2L | 220V | 2200W | 200W |
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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題
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科目:初中物理 來源: 題型:計算題
水桶容量 | 20L |
熱水箱容量 | 1L |
額定電壓 | 220V |
加熱功率 | 440W |
保溫功率 | 40W |
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:計算題
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科目:初中物理 來源: 題型:計算題
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