【题目】正在修建的港珠澳大桥跨越珠江口伶仃海洋城,是连接香港、珠海和澳门的跨海大桥,图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从海底竖直方向匀速吊起,图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象,A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N,滑轮组的机械效率为80%,己知A的重力为2×l04N,A上升的速度适中为0.1m/s.(ρ海水=1×103kg/m3 , g=10N/kg,不计钢缆与滑轮组间的摩擦及绳重,不考虑风浪、水流 等因素的影响)
求:
(1)长方体A未露出水面使受到的浮力.
(2)长方体A的密度;
(3)通过计算,在图丙中画出滑轮组正确的绕线方式,并求出长方体A完全离开水面后,在上升过程中F的功率;
(4)解开绕绳,把长方体A按图甲中的摆放方式放在岸上的水平地面上,它对地面的压强.
【答案】
(1)解:根据图乙可知,A未露出水面所受的拉力F1=1×104N;
故A未露出水面时受到的浮力:F浮=G﹣F1=2×104N﹣1×104N=1×104N
(2)解:由F浮=ρ水gV排得:
V排= =
=1m3;
因为A浸没在水中,所以A的体积:V=V排=1m3,
A的质量:
m= =
=2×103kg,
故A的密度:
ρA= =
=2×103kg/m3
(3)解:由η= =
=
得:
承担物重的绳子股数:
n= =
=4,
滑轮组正确的绕线方式,如下图所示:
P= =
=Fv绳=F×nv物=6.25×103N×4×0.1m/s=2500W;
(4)解:依题意知,A的高度:hA=vAt′=0.1m/s×(100s﹣80s)=2m,
A的横截面积:
S= =
=0.5m2,
A对地面的压力F=G=2×104N,
A对地面的压强:
p= =
=4×104Pa
【解析】(1)根据图象读出物体A的重力和未露出水面时受到的拉力,然后根据称重法即可求出长方体A未露出水面时受到的浮力;(2)先根据F浮=ρ水gV排求出A的体积,然后根据G=mg求出A的质量,最后根据密度公式求出A的密度;(3)先根据机械效率的变形公式求出提升物体绳子的条数,然后求出F移动的速度,最后根据P=Fv求出拉力的功率;(4)利用速度公式求出A的高度,进一步求出A的横截面积,最后利用压强公式求出A对地面的压强.
【考点精析】本题主要考查了压强的大小及其计算和浮力大小的计算的相关知识点,需要掌握压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa);浮力的公式为:F浮= G排 =ρ液gv排才能正确解答此题.
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【题目】【2016·郴州卷】热熔胶是常用的粘合剂,它在常温下是固体。图甲是热熔胶枪(简称“胶枪”)的外形,其内部有两只相同的PTC加热元件,电路如图乙所示,单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示。胶枪扳机松开时,开关Sl断开,开关S2的触片与b触点接通,若此时接通电源,胶枪就进入预热状态,约60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度( 150℃---180℃)。此后,若扣动扳机,胶枪就进入正常工作状态:开关S1闭合,开关S2的触片与a触点接通,固体胶条向前挤压,枪口冒出温度为150℃---180℃的胶液。在近似计算时,可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同。问:
(1)单只PTC加热元件在预热过程中的最小电阻为多少?
(2)胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多大?
(3)接通电源60s后,假设胶枪在恒温为150℃的条件下正常工作100s,它产生热量的60%被胶条吸收,在这过程中胶条吸收了多少热量?
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【题目】【2016·龙东卷】如图所示电路,电源电压为4.5V,定值电阻R的阻值为10Ω,电压表接入0~3V量程,电流表接入0~0.6A量程,滑动变阻器标有“20Ω 1A”, 闭合开关,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变化范围0.3A~0.6A
B.电压表示数变化范围1.5V~3V
C.滑动变阻器阻值变化范围5Ω~20Ω
D.电路总功率最大值2.7W
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【题目】汽车紧急刹车时,乘客向前倾倒,汽车做匀速直线运动时,乘客不发生倾倒,这两种情况是由于( )
A. 前者有惯性,后者没有惯性 B. 前者没有惯性,后者有惯性
C. 二者都没有惯性 D. 二者都有惯性
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【题目】质量为M的木块A在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮与质量为m的钩码相连,在轻绳的拉力作用下沿桌面做匀速运动,若突然剪断轻绳(不考虑绳重和绳子与滑轮的摩擦),则( )
A.绳子没有剪断前A所受的摩擦力为mg,方向向右
B.绳子剪断后A所受的摩擦力为(M﹣m)g,方向向右
C.绳子剪断时A所受摩擦力为mg,方向向左
D.绳子剪断后A受的摩擦力将越来越大
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【题目】在舞台上喷洒干冰(固态二氧化碳)可以产生白雾,形成所需的舞台效果。这种白雾主要是( )
A. 二氧化碳气体迅速液化而形成的小液滴
B. 干冰迅速熔化后再蒸发形成的气体
C. 干冰迅速升华变成的气体
D. 干冰使空气中的水蒸气液化形成的小水珠及小水珠凝固形成的小冰晶
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【题目】下列实例中,材料的选用与描述的物理属性不相符的是 ( )
A. 电线的线芯用铜制成,是因为铜的导电性好
B. 房屋的天窗用玻璃制成,是因为玻璃的透光性好
C. 划玻璃的刀刃用金刚石制成,是因为金刚石的硬度大
D. 水壶的把手用胶木制成,是因为胶木的导热性好
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