分析 (1)由p=$\frac{F}{S}$計算木桶底部受到的水的壓力;
(2)由漂浮條件和稱重法測浮力得到桶的重力,由機械效率公式計算桶入水前滑輪組的機械效率;
(3)先計算葉子在桶中時的浮力,根據(jù)F=$\frac{1}{n}$(G+G動)計算葉子的重力;再計算木桶離水后在上升過程中,小雨的拉力,從而計算小雨對地面壓力,最后由p=$\frac{F}{S}$計算小雨對地面的壓強.
解答 解:
(1)由p=$\frac{F}{S}$可得,木桶底部受到的水的壓力:
F向上=pS=500Pa×0.2m2=100N;
(2)由漂浮條件和稱重測浮力,桶漂浮時:
G桶=F浮=F向上-F向下=100-0=100N,
不計繩重和摩擦,
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{G}_{桶}h}{{G}_{桶}h+{G}_{動}h}$×100%=$\frac{G_桶}{{{G_桶}+{G_動}}}$×100%=$\frac{100N}{100N+30N}$×100%≈76.9%;
(3)木桶離水后在上升過程中,受到繩子拉力F、地面支持力FN和重力,
小雨受力分析見右圖:
由題知,葉子姐姐爬進水桶中,小雨用75N的力拉著繩子使木桶保持靜止,木桶浸入水中的深度為0.25m,
此時桶受到的浮力:F浮′=ρ水gV排′=ρ水gSh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m2×0.25m=500N,
由圖知,通過動滑輪的繩子段數(shù):n=2,
由F=$\frac{1}{2}$(G葉+G桶+G動-F浮′)可得葉子重力:
G葉=2F′+F浮′-G桶-G動=2×75N+500N-100N-30N=520N,
所以木桶離水后在上升過程中繩子自由端拉力,
F=F′′=$\frac{{{G_葉}+{G_桶}+{G_動}}}{2}$=$\frac{520+100+30}{2}$=325N,
F壓=FN=G雨-F=500N-325N=175N,
所以小雨對地面的壓強:
P=$\frac{F_壓}{s}$=$\frac{175N}{0.04{m}^{2}}$=4375Pa.
答:(1)木桶底部受到的水的壓力100N;
(2)在桶入水前,滑輪組的機械效率76.9%;
(3)木桶離水后在上升過程中,小雨對地面的壓強4375Pa,小雨受力的示意圖見上圖.
點評 本題考查了壓強、浮力、機械效率公式的應(yīng)用,考查知識點多,綜合性強,有一定難度.關(guān)鍵是用好不計繩重和摩擦?xí)rF=$\frac{1}{n}$(G+G動).
科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 壓力不變,壓強變大 | B. | 壓力不變,壓強變小 | ||
C. | 壓力變小,壓強不變 | D. | 壓力變大,壓強不變 |
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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:實驗探究題
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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:選擇題
A. | 牛頓--牛頓第一定律 | |
B. | 沈括--最早記述了磁偏角 | |
C. | 奧斯特--電磁感應(yīng)現(xiàn)象 | |
D. | 伽利略--研究發(fā)現(xiàn)運動不需要力來維持 |
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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