【题目】如图所示,重物A是体积为10dm3 , 密度为7.9×103 kg/m3的实心金属块,完全浸没在水中.现缓慢将重物A提升2m,所用拉力为400N,重物始终未提出水面.不计摩擦,g取10N/kg.求:
(1)物体受到的浮力;
(2)动滑轮重;【要求:画出受力分析图】
(3)该滑轮的机械效率.
【答案】
(1)解:由阿基米德原理得物体A受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10×10﹣3m3×10N/kg=100N;
(2)解:动滑轮受到4个力的作用,竖直向上的两个拉力F、浮力、动滑轮的重力、物体A对动滑轮向下的拉力(拉力等于A的重力);力的示意图如图:
;
A的重力为:GA=mAg=ρ物gV=7.9×103kg/m3×10N/kg×10﹣2m3=790N;
则力的大小关系为:2F+F浮=GA+G动,带入数据得:2×400N+100N=790N+G动,解得G动=110N;
(3)解:若实际所用拉力为400N,物体A上升2m,则
有用功:W有=(G﹣F浮)h=(790N﹣100N)×2m=1380J;
总功:W总=F′s=400N×4m=1600J;
此时动滑轮的效率:η= ×100%= ×100%=86.25%.
【解析】(1)根据阿基米德原理求出物体受到的浮力;(2)对动滑轮受力分析,根据合力的大小求出动滑轮的重力;(3)实际所用拉力为400N,求出有用功和总功,利用η= 求出滑轮组的机械效率.
【考点精析】解答此题的关键在于理解滑轮组绳子拉力的计算的相关知识,掌握1、根据题意确定重物和动滑轮的重力由几段绳承担,用n 表示.2、确定重物的上升距离,和拉力F 的绳端的移动距离;重物的上升距离为:h则拉力F 的绳端的移动距离就是:nh;3、看是否计动滑轮的重力.(绳重与摩擦一般情况都不计)当不计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)G物 ;当计动滑轮重力时,拉力F = (1/n)(G物 + G轮),以及对阿基米德原理的理解,了解阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力.这个规律叫做阿基米德原理,即 F浮= G排 =ρ液gv排.
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【题目】如图所示的电路,电源电压一定,闭合开关s后,当滑片P向右移动时,电压表的示数将 , 电流表A1的示数与电流表A2的示数的比值将 (均选填“变小”、“不变”或“变大”).
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【题目】图甲为研究并联电路电流规律的实验电路图.
(1)在连接电路的过程中开关应(选填“断开”或“闭合”)若要测量干路电流,则电流表应串联在图甲中的(填“A”“B”或“C”)处.
(2)若要测量A处的电流,连好电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示.调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 .
(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如表所示.由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等.这个实验在设计方案上还存在的不足之处是(写出一条).
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【题目】小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,他将实验中观察到的现象记录在下表中.
(1)分析得出:电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流.
(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与有关.
(3)比较实验可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关.
(4)这个现象在生产和生活中的重要应用是.
(5)针对这个实验,小勇进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是他设计了如下的实验方案:
①保持磁场强弱不变,让导体AB以(填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小.
②如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度(填“有关”或“无关”).
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【题目】如图所示,一辆小汽车质量为1.2t,发动机的功率为60kW,停在水平地面上时,四轮与地面的总接触面积为1000cm2.当它在水平公路上以20m/s的速度匀速行驶1440m时,求:
(1)汽车停在水平地面上时,对水平地面的压强多大?
(2)汽车行驶这段距离用了多长时间?发动机提供的牵引力多大?
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【题目】2015年4月21日,重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场.如图所示,该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料.机翼上安装有高效太阳能电池板,能提供65kW的最大功率,该飞机的最大飞行速度为140km/h.假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m2 , g取10N/kg.求:
(1)飞机停在水平地面时对地面的压强大小;
(2)当飞机发动机的输出功率保持60kW,并以108km/h的速度水平匀速飞行时,发动机的牵引力大小;
(3)若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h,发动机输出的能量为多大?这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量?航空燃油的热值取4×107J/kg,密度取0.75×103kg/m3 .
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【题目】一台单缸四冲程柴油机,飞轮转速为3600转/分,该柴油机活塞1s对外做功次.若其效率为20%,消耗5kg的柴油转化成的机械能是J.(q柴油=4.3×107J/kg)
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【题目】如图所示,电源电压保持不变,小灯泡灯丝电阻不随温度改变。当开关S1、S2都闭合时,滑动变阻器R2滑片位于某点A时,电压表V1的示数为U1 , 电压表V2的示数为U2 , 电流表的示数为I1 , 电阻R1消耗的电功率为P1 , 滑动变阻器消耗的电功率为PA;当只闭合开关S1时,滑动变阻器R2滑片位于某点B时,电压表V1的示数为U1ˊ,电压表V2的示数为U2ˊ,电流表的示数为I2 , 电阻R1消耗的电功率为P1ˊ,滑动变阻器消耗的电功率为PB , 此时小灯泡消耗的功率是其额定功率的四分之一;仍只闭合开关S1 , 再将滑动变阻器R2滑片滑至最右端,此时小灯泡恰好正常发光。已知:U1﹕U2=1﹕3,U2﹕U2ˊ=3﹕2,PA﹕PB=2﹕1,P1=0.4W。请你计算出:
(1)I1与I2的比值;
(2)小灯泡的额定电功率;
(3)当只闭合开关S1时,滑动变阻器R2滑片位于某点B时,通电2min,电路消耗的电能。
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【题目】如图所示,密度为 千克/米3 , 边长为0.2米均匀正方体甲和底面积为 米2的薄壁柱形容器乙放在水平地面上,乙容器足够高,内盛有0.1米深的水.
(1)求甲的质量 ;
(2)求水对乙容器底部的压强 ;
(3)现将甲浸入水中,求水对乙容器底部压强增加量 .
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