【题目】如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置,由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杠CD、电子秤等组成.杠杠始终在水平位置平衡.已知OC:OD=1:2,A的体积为0.02m3 , A重为400N,B重为150N,动滑轮重100N,不计绳重与摩擦(ρ水=1.0×103kg/m3).求:
(1)A的密度;
(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的机械效率;
(3)水位上涨到A的上表面时,A受到的浮力;
(4)水位上涨过程中,电子秤所受的最大压力.
【答案】
(1)解:长方体A的质量,根据G=mg可得:
m= =
=40kg,
长方体A的密度ρ= =
=2×103kg/m3,
答:A的密度为2×103kg/m3;
(2)解:单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时,n=3,根据η=W有/W总×100%可得:
机械效率η= ×100%=
×100%=
×100%=
×100%=80%;
答:单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的,机械效率为80%;
(3)解:当水位上涨到A的上表面时,因为A浸没水中,所以V排=VA,
根据F=ρgV排可得:
A受到的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N;
答:当水位上涨到A的上表面时,A物体浸没在水后所受浮力的大小为200N;
(4)解:水位上涨过程中,因要求电子秤所受的最大压力,即A浸没水中,受到的浮力最大F浮=200N,
n=3,根据力的平衡有:FC= ,
FC= =100N,
根据相互作用力大小相等可知,A对C端拉力与C对A物体拉力大小相等,所以作用在杠杆C端的力,因杠杆始终在水平位置平衡,O为支点,
根据F1L1=F2L2可得:
FC L1=FDL2
100N×OC=OD×FD
解得:FD= =
=50N
对B物体受力平衡,所以电子秤受到B物体对它的最大压力:
F压=FN=GB﹣FD=150N﹣50N=100N.
答:水库中的水刚好浸没物体A时,B物体对电子秤最大的压力是100N.
【解析】(1)根据m= 计算长方体的质量,再根据ρ=
计算长方体的密度;(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时,n=3,根据η=
=
可求得机械效率;(3)已知物块A的体积(物块A的顶部刚没入水面时排开水的体积),利用阿基米德原理求物块A所受的浮力;(4)对滑轮组进行受力分析,求出作用在C端的力,再利用杠杆平衡的条件求出D端的作用力,电子秤受到B的压力等于重力和拉力的合力.
【考点精析】解答此题的关键在于理解密度的计算的相关知识,掌握密度公式:ρ = m/v,以及对杠杆的平衡条件的理解,了解杠杆平衡:杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时,称为杠杆平衡.杠杆平衡是力和力臂乘积的平衡,而不是力的平衡.杠杆平衡的条件:动力 ×动力臂 = 阻力 ×阻力臂即:F1 L1 = F2 L2可变形为 :F1 / F2 = L1 / L2.
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【题目】某班同学进行“测量纸锥从某一高度下落到地面过程中的平均速度”的实验:
(1)你认为需要测量的物理量是________和________。
(2)你选用的主要实验器材是:手表、________。
(3)小明所在的兴趣小组用闪光照相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2 s曝光一次,拍下的照片如图所示,由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是____________(填“不变”“先变大后不变”或“一直变大”)。若测得纸锥在A、B两位置间的实际距离为6.40 cm,则在此过程中,纸锥的速度为________m/s。
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科目:初中物理 来源: 题型:
【题目】阅读短文,完成问题:
雪花落水也有声
生活中的很多现象都是有科学道理的,但是却缺少发现它们的眼睛.一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄,毫无声响.不过,雪花落水真的发生声波,在3月份一期的《自然》杂志上,几个科学家联名发表文章,宣布了他们的上述结论.
首先要说明的是,雪花落水发出的声波频率在到
之间,高于人们能听见的声波频率.但是,海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响,并且这些声响令鲸鱼异常烦躁.然而,请不要想当然,这些声音不是雪花与水面撞击发出的,而是…
冷战时期,当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动,他们发现,在下雨的时候,水下声呐工作效果不好,常有噪声干扰,甚至干脆无法监听.
著名的约翰霍甫金斯大学机械工程系的普罗斯佩勒提教授是个奇才.普罗斯佩勒提断定,这些声音不是雨滴撞击水面发出,而是含在雨滴中的气泡振动发出的.克拉姆有一个设备:一个每秒可拍摄张照片的高速水下摄影机.利用这台摄影机,他们确实在下雨时发现水中产生气泡,这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动.普罗斯佩勒提的理论基础和数学能力也很高,他通过计算得出,下雨时哪些噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动状况协调一致,从而证实他们的理论完全正确.他还发现,大气泡振动产生低频声波,小气泡振动产生高频声波.普罗斯佩勒提通过理论分析指出,气泡是要将自己的体积与水的密度相适应,才不断收缩和膨胀的.
事情还没有结束,人们告诉他们,渔民常抱怨,在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群.一开始,他们也不信,因为雪花中含有以上的水,空气不多.但是,他们不是简单否认,而是要用实验来验证.在一个风雪的夜晚,他们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据,雪花落水时也产生气泡,同样,这些气泡也振动,从而发出声波.其实,无论是人们打水漂时所听到的细微声响,还是瀑布的隆隆震响,都不是(或主要不是)来自石块及岩石与水的碰撞,而是由于气泡.你看,大自然是何等奇妙,而从事科研的人们在发现真理的时候又是多么幸福.
雪花落水发出的声波属于【1】(超声波/次声波).
声呐装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是下列哪种生物【2】.
A.蝙蝠 B.猫 C.狗 D.大象
雪花落水发出的声音对人来讲不是噪声,站在鲸鱼的角度看【3】(是/不是)噪声.
科学家们发现,不论是雪花落水,还是雨滴落水,都会引起气泡的【4】,这个声音能被鲸鱼听到,说明【5】能传播声音.
在探究雨滴落水产生声音的过程中,科学家们进行了下列的过程,请你把它们按正确的顺序排列起来【6】(填序号即可).
A归纳分析B.进行实验C.提出假设D.得出结论.
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【题目】小明发现,高空坠物下落越来越快,而跳伞运动员利用降落伞却能安全着地。空中下落的物体,其最大速度与什么因素有关呢?为了研究这一问题,小明在老师的帮助下进行如下实验:
①取相同型号、质量为m的纸杯10个,按如图所示分成A、B、C、D四组。
②将A组纸杯在一定高度、底部向下静止释放,让其自由下落,并用仪器记录下落过程中的速度。
③分别用B、C、D组纸杯重复步骤②。
④记录并整理相关数据如下表。
(1)实验中应将叠加的纸杯尽量压紧,目的是为了控制__________尽可能相同。
(2)本实验的结论是______________________________________________。
(3)某同学分析实验数据后,认为“纸杯下落的最大速度越大,其所受的最大空气阻力也越大”,请说明其依据:________________________________________________________。
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【题目】如图甲所示,电源电压保持不变,R2为0﹣20Ω的滑动变阻器.A1的量程为0.6A,A2的量程为3A,V1的量程为15V,V2的量程为3V,不考虑温度对灯丝电阻的影响,定值电阻R1的I﹣﹣U关系图象如图乙所示.
(1)当S1、S2都闭合时,A2读数为1.25A,V1读数为6V,小灯泡L恰好正常发光,求定值电阻R1的阻值和小灯泡的额定功率.
(2)当S1、S2都断开时,为保证各表的安全使用,求滑动变阻器允许连入电路的阻值范围.
(3)当S1、S2都断开时,在各表均能正常工作的情况下,求小灯泡L消耗的最大功率与最小功率之比是多少?该电路通电80s至少能产生多少热量?
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【题目】如图所示,将一只通电的小电铃放在连通于抽气机的玻璃罩内,请回答下列问题:
(1)用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,将会发现__________________
(2)如果把空气又逐渐地通人玻璃罩内,将会发现__________________________________
(3)此实验说明了_____________________________________________
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【题目】物理老师在实验室用某种方法在长方形玻璃缸内配制了一些白糖水。两天后,同学们来到实验室上课,一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入白糖水,发现了一个奇特的现象:白糖水中的光路不是直线,而是一条向下弯曲的曲线,如图所示。关于对这个现象的解释,同学们提出了以下猜想,其中能合理解释该现象的猜想是( )
A. 玻璃缸的折射作用 B. 激光笔发出的光线不是平行光
C. 白糖水的密度不是均匀的,越深密度越大 D. 激光笔发出的各种颜色的光发生了色散
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