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如图所示,顶面带有光滑凹槽的轻质杠杆AB可以绕支点O转动,杠杆的A端用细线沿竖直方向连接在地板上,OB=0.5m,在杠杆的B端悬挂一个密度为0.8×103kg/m3的圆柱体M。地板上有一个盛满水的容器。在圆柱体M体积的1/3浸入水中时,从容器内溢出0.4N的水,杠杆在水平位置平衡。此时让一个质量为200g的小球从B点沿凹槽向A端匀速运动,经过4s的时间,系在A端细线的拉力恰好等于0N。若整个过程中杠杆始终保持水平平衡,则小球的运动速度为________m/s。(g取10N/kg)
0.16.

试题分析:圆柱体受到的浮力:
F=G=0.4N,
∵FVg,
∴圆柱体浸入水中的体积:
V=V==4×10﹣5m3
∴圆柱体的体积:
V=3V=3×4×10﹣5m3=1.2×10﹣4m3
圆柱体的质量:
m=ρV=0.8×103 kg/m3×1.2×10﹣4m3=0.096kg,
圆柱体重:
G=mg=0.096kg×10N/kg=0.96N,
所以杠杆B端受到的拉力:
FB=G﹣F=0.96N﹣0.4N=0.56N,
∵杠杆平衡,
∴FA×OA=FB×OB,
小球的质量为:
m=200g=0.2kg,
小球的重:
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,
设小球的运动速度为v,
则小球滚动的距离s=vt,
当A端的拉力为0时,杠杆再次平衡,此时小球到O点距离:
s′=s﹣OB=vt﹣OB=v×4s﹣0.5m,
∵杠杆平衡,
∴G×s′=FB×OB,
即:2N×(v×4s﹣0.5m)=0.56N×0.5m,
解得:
v=0.16m/s.
点评:本题考查了重力公式、密度公式、速度公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件,知识点多、综合性强,难度大。
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源:不详 题型:实验题

学习了浮力的知识后,小明在一次实验中,把一个铁块用细线系挂在已调好的弹簧测力计下,缓慢放入水中,发现弹簧测力计的示数逐渐减小,于是小明认为:物体在液体中受到的浮力随物体浸入深度的增加而增大(实验装置如图)。小英经过实验研究后对他说,浮力的大小与物体浸入的深度无关。请你只利用如图装置,通过实验证明小明的观点是错误的。要求写出主要实验步骤和相应的实验现象。

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科目:初中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一端缠有铁丝的木棍先后放入两种不同的液体中,两种液体密度分别为ρ、ρ,木棍在两种液体中所受浮力分别为F、F、则(  )
A.F=F;ρ>ρB.F=F;ρ<ρC. F<F;ρ<ρD.F>F;ρ

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科目:初中物理 来源:不详 题型:单选题

下列说法正确的是
A.物体在上浮过程中受到浮力作用,在下沉时不受浮力作用
B.轮船无论是在海面上航行还是在码头处静止,都受到水的浮力
C.热气球内的气体密度大于空气密度,球升空时不受浮力作用
D.潜水艇在150m的深海中潜行时所受到浮力在不断变小

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科目:初中物理 来源:不详 题型:单选题

将重为4N,体积为6×10-4m3的物体投入一装有适量水的溢水杯中,溢出水300g.若不计水的阻力,当物体静止时,下列判断正确的是(  )
A.物体上浮,F=" 6" NB.物体悬浮,F=" 4" N
C.物体漂浮,F=" 4" ND.物体沉在水底,F= 6N

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科目:初中物理 来源:不详 题型:填空题

如图是中国第一艘航母﹣﹣“瓦良格号”,舰长304米、舰宽70.5米,满载时排水量达67500吨.它满载时所受的浮力为    牛.“瓦良格号”航行的过程中,两侧的护卫舰不能靠它太近是因为                                           ,外部的水会把两舰挤在一起,当航母在平静的水面航行时,它所受的浮力   它的总重力(大于、等于、小于”).当航空母舰上舰载飞机起飞后,它排开水的体积   (增大、减小、不变).

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科目:初中物理 来源:不详 题型:计算题

一只排水量为1000t的轮船在河中航行,河水的密度为1.0×103kg/m3,若轮船满载航行,试问:(取g=10N/kg)

(1)它受到的浮力是多少N?       
(2)轮船排开河水的体积是多少m3
(3)若此轮船从河里驶入海里,它受到的浮力是增大或是减小,或是不变?它排开水的体积又怎样变化?

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科目:初中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变_______来实现的;潜水艇在上浮过程中,未露出水面之前,所受的浮力将 ______(选填“变大”、“变小”或不变)

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科目:初中物理 来源:不详 题型:单选题

两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入两容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图所示,两球在甲、乙两种液体受到的浮力分别为FF,甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为pp,则下列关系式正确的是 (     )
A.FFp>p
B.FFp=p
C.FFp<p
D.FFp>p

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