【题目】用一根不可伸长的轻绳,将一体积为V的长方体木块系于底面积为S0的圆柱形薄壁容器底部。往容器中缓慢注入密度为ρ0的液体,当木块露出液面的体积与浸入水中的体积之比为1:4时,绳子受到的拉力是木块重力的,如图所示。若将木块露出水面的部分切除,绳子刚好被拉断。求:
(1)木块的密度;
(2)细线刚好被拉断时与细线断后容器中液面恢复稳定时,容器底部所受液体压强的变化量。
【答案】(1)ρ0;(2)
【解析】
(1)已知木块体积(排开水的体积),利用阿基米德原理求所受浮力,根据已知得出拉力与重力的关系;根据物体受力平衡条件即可求解。
(2)将木块露出水面的部分切除,细线刚好被拉断时,木块受到重力、浮力和细线的拉力,其关系式为F浮=G+F;细线断后容器中液面恢复稳定时,木块漂浮,F浮′=G′;将二式联立,根据阿基米德原理和压强计算公式,得出容器底部所受液体压强的变化量。
(1)由于木块露出液面的体积与浸入水中的体积之比为1:4,即:V露:V排=1:4,
由于V露+V排=V,所以,V排=V,
受到的浮力为:F浮=ρ0gV排=ρ0gV,
G=mg=ρ木Vg;
绳子受到的拉力F=G=
ρ木Vg;
由于木块在绳子的拉力作用下处于静止;
则F浮=F+G,
即:ρ0gV=
ρ木Vg+ρ木Vg,
解得:ρ木=ρ0,
(2)由于将木块露出水面的部分切除,则剩余木块的重力为G′
=G=
×ρ木Vg=
×
ρ0Vg=
ρ0Vg;
细线刚好被拉断时,即木块处于浸没状态时,F浮=G+F=G+G=
G=
×ρ木Vg=
×
ρ0Vg=
ρ0Vg;
液面恢复稳定后,F浮′=G′=ρ0Vg;
则:△F浮=F浮﹣F浮′=ρ0Vg﹣
ρ0Vg=
ρ0Vg,
结合阿基米德原理可得:ρ0g(V排﹣V排′)=ρ0Vg,
即:ρ0g△h′S0=ρ0Vg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
而液体压强的变化量:△p=ρ0g△h′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:△p==
。
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【题目】小李同学进行了“探究杠杆平衡条件”的实验.
(1)如图(甲)所示,在条件杠杆时,他可以向 (选填“左”或“右“)调节杠杆的 ,直到杠杆在水平位置平衡,其目的是为了 .
(2)如图(乙)所示,在左侧2格挂3个钩码,每个钩码1牛,现有一弹簧测力计,竖直作用于杠杆上,已知其示数为2牛,杠杆的水平位置平衡,则其作用于 点.
(3)本实验的结论是: .
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【题目】小华在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中,做了如图所示的实验:
(1)比较甲和乙可知,物体受到的浮力F浮=___________(用图中的物理量符号表示)。
(2)分析乙和丙可知,物体受到的浮力大小关系为:F浮1_________F浮2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。可以得到的结论是,当液体密度相同时,物体排开的液体体积越大,受到的浮力______________。
(3)通过乙和丁的探究,不能得到浮力大小与液体密度的关系,其原因是_______________不同 。
(4)通过图______________可以求得盐水的密度,ρ盐水= ______________(用图中的已知量表示,水的密度为ρ水)。
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【题目】下列说法中,符合实际情况的是( )
A. 电冰箱工作电流约4.5A
B. 人体感觉最舒适的温度约45℃
C. 一位正常体重的中学生完全浸没于水中时的浮力约450N
D. 中学生男子百米赛跑速度可达45km/h
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【题目】“圆梦号”是我国首个军民通用新型平流层飞艇,当飞艇推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡时,可使飞艇长时间悬停。推进器将空气推向后方可获得向前的推力,说明___________。飞艇所受的空气阻力f与速度v的关系为f=kv2[式中的k=0.9N/(m2s﹣2)],推进器的功效(功效是指推进器的推力与功率的比值)为0.01N/W,当平流层风速为30m/s时,使飞艇悬停的推进器功率为___________kW。
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【题目】把体积为800cm3、重为6N的小球A放入盛水的容器中,球A静止时水深50cm。求:
(1)容器底受到水的压强p是多少?
(2)小球A的质量是多少?
(3)小球A的密度是多少?
(4)小球A受到的浮力F浮是多少?
(5)若取出A球,把另一个体积为900cm3、重为5N的木球B用细线系于容器底(如图所示),则细线受到的拉力F是多少?
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【题目】用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系,改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大,最终将超过100%
B. G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改变
C. 此滑轮组动滑轮的重力为2N
D. 当G物=6N时,机械效率η=66.7%
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【题目】如图所示,乒乓球是我国的国球也是同学们喜爱的运动项目之一。下列关于乒乓球受力及运动的说法中,错误的是
A. 用球拍击球时,乒乓球与球拍之间的作用力是弹力
B. 乒乓球既是受力物体同时也是施力物体
C. 运动的乒乓球在碰到桌面后会改变运动方向,表明力可以改变物体的运动状态
D. 击打球的不同部位,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与力的大小有关
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【题目】美国建筑师凯文朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市(如图所示),漂浮城市装有动力装置,可以移动.该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民.酒店、商店只要是普通城市有的,这里都一应俱全.漂浮城市的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为8.0×108W,请回答下列问题:
(1)假如某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观,则漂浮城市受到的浮力约增加__
A.2.5×102 N B.2.5×103N C.2.5×104 N D.2.5×105 N
(2)若三角形建筑空洞的面积为2.0×104m2,某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入,1s流入空洞的空气质量是1.92×106kg,该地的空气密度是1.2kg/m3.则飓风的风速是__m/s.
(3)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量,漂浮城市在平静的水面上沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变.从某一时刻开始,漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示,漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如下图乙所示
①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为__N.若航行时地球对所有物体的引力都突然增大一倍,它露出水面的体积__(填变大、变小或不变).
②漂浮城市在匀速运动过程中,太阳能转化为机械能的效率为多少__.
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