练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    （2012?西城区二模）如图所示，是使用汽车打捞水下重物的示意图．汽车通过滑轮组打捞水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以0.3m/s的速度向右水平匀速运动．重物在水面下被提升的过程共用时50s，汽车拉动绳子的功率P1为480W．重物开始露出水面到完全被打捞出水的过程共用时10s，此过程中汽车拉动绳子的功率逐渐变大，当重物完全被打捞出水后，汽车的功率P2比P1增加了120W，且滑轮组机械效率为80%．忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，g取10N/kg．求：
    （1）重物浸没在水中所受浮力；
    （2）打捞前重物上表面受到水的压力；
    （3）被打捞重物的密度．
    分析：（1）由汽车拉动绳子的功率和速度，根据汽车拉绳子的拉力，根据绳子的段数，分别求出重物浸没在水中和完全露出水面时，滑轮组拉动重物的力．
    重物浸没在水中和完全露出水面进行受力分析，根据平衡条件列出等式，求出浮力大小．
    （2）①知道浮力、水的密度、根据阿基米德原理，求出重物排开水的体积，即重物的体积．
    ②重物有三段绳子承担，重物移动的速度是绳子自由端移动速度的三分之一．
    重物露出水面过程：知道绳子自由端的时间和速度，求出绳子自由端移动的距离，求出重物出水移动的距离，即重物的高度．
    重物在水中浸没过程：知道绳子自由端的时间和速度，求出绳子自由端移动的距离，求出重物从开始移动，到重物刚出水面的时，重物移动的距离，即重物在水中的深度．
    ③知道重物体积和重物的高度，求出圆柱体重物的横截面积，即受力面积．
    ④知道深度、水的密度，根据压强公式求出水对重物上表面的压强．根据F=pS，求出压力．
    （3）根据3F拉2=G物+G轮求出重物和动滑轮的总重，知道机械效率，根据η=
    G物h
    (G物+G动)h
    ，求出重物的重．
    根据G=ρVg求出物体的密度．
    解答：解：（1）F拉1=
    P1
    v
    =
    480W
    0.3m/s
    =1600N--①
    F拉2=
    P2
    v
    =
    600W
    0.3m/s
    =2000N--②
    以动滑轮和重物为研究对象，物体出水前后受力情况如图所示．

    3F拉1+F浮=G物+G轮 --③
    3F拉2=G物+G轮--④
    由①、②、③、④式得：
    F浮=3（F拉2-F拉1）=3×（2000N-1600N）=1200N．
    （2）重物浸没在水中：V物=V排=
    F浮
    ρ水g
    =
    1200N
    1×103kg/m3×10N/kg
    =0.12m3
    重物有三段绳子承担，重物移动的距离是绳子自由端移动距离的三分之一，
    所以，重物的高度：h2=
    1
    3
    s2=
    1
    3
    vt2=
    1
    3
    ×0.3m/s×10s=1m，
    所以，重物在水中上升高度，即重物上表面到水面的距离：h1=
    1
    3
    s1=
    1
    3
    vt1=
    1
    3
    ×0.3m/s×50s=5m，
    重物的横截面积：S=
    V物
    h2
    =
    0.12m3
    1m
    =0.12m2 ．
    打捞前重物上表面受水的压力：
    F压=p水S=ρ水gh1S=1×103kg/m3×10N/kg×5m×0.12m2=6×103N．
    （3）从④式得：G物+G轮=3F拉2=3×2000N=6000N，
    η=
    W有
    W总
    =
    G物h
    (G物+G动)h
    ，
    G物=η （G物+G轮）=80%×6000N=4800N，
    ρ物=
    G物
    gV物
    =
    4800N
    10N/kg×0.12m3
    =4×103kg/m3．
    答：（1）重物浸没在水中所受浮力1200N；
    （2）打捞前重物上表面受到水的压力6×103N；
    （3）被打捞重物的密度4×103kg/m3．
    点评：本题是力学计算的压轴题，几乎包括了力学的各种计算．本题包括力的分析、平衡力、浮力、绳子的段数、功率、压力、液体压强、体积、速度、密度、重力、机械效率等，综合性很强，难度很大．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2012?西城区二模）物体A静止在水平桌面上时，对桌面的压强为p1；现将物体A悬挂在轻质杠杆的C端，当在D端悬挂物体B时，杠杆水平平衡，如图所示，此时物体A对桌面的压强为p2．已知：OD=2OC，p1：p2=3：1．物体A、B的密度分别为ρA和ρB，且均大于水的密度．物体A、B的体积分别为VA和VB，且VA=2VB．物体B的质量为0.5kg．g取10N/kg，则下列判断正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2012?西城区二模）下列物理量中，以科学家瓦特的名字作为单位的物理量是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2012?西城区二模）如图所示的四种现象中，属于光的折射现象的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2012?西城区二模）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2012?西城区二模）下列关于物态变化以及吸、放热的说法中，正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案