(12分)为治理疏通河道,在某次作业过程中,工程船用钢丝绳将河底的一段废桥墩系住,通过动滑轮和吊臂将桥墩匀速竖直提出水面,如图甲所示,钢绳的自由端由电动机提供拉力,桥墩始终以0.2m/s的速度匀速上升,电动机的机械输出功率随时间变化的图象如图乙所示,不计动滑轮以及绳的重力、体积,各部件之间摩擦,求:
(1)开始时,废桥墩所在位置河水对河底的压强为多少?
(2)桥墩浸没在河水中时所受的浮力?
(10分)如图所示,有一粗细均匀,重为40N,长为4m的长木板AB,置于支架上,支点为O,且AO=1m,长木板的右端B用绳子系住,绳子另一端固定在C处,当长木板AB水平时,绳与水平成30°的夹角,且绳子所能承受的最大拉力为60N.一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下,从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动,求:
①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小;
②滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平
(6分)小明家买了一台太阳能热水器,其铭牌如下:
容积(V) 200L |
集热面积(S) 1.5m2 |
效率(η) 40﹪ |
使用年限(Y) 15年 |
查阅资料后,小明得知,黄石地区当太阳光照射地面时1m2地面上在1s内平均得到1.0×103J的太阳辐射能。
⑴若小明家每天要用200kg热水,用这个热水器把这些水从25℃加热到45℃需要吸收多少热量?
⑵在太阳光照射的情况下,提供这些热量,需要多长时间?
(10分)如图所示是小松同学测定滑轮组机械效率的装置。
(1)小松同学实验中测量的有关数据如下表,请你根据表中数据给滑轮组绕线,并填写下表空格中的数据① ;② ;
次数 |
钩码重 G/N |
钩码上升 的高度 h/m |
拉力 F/N |
细线自由端移动的距离 s/m |
机械效率 η/% |
1 |
2.0 |
0.O3 |
1.6 |
0.O6 |
② |
2 |
3.O |
0.O5 |
① |
0.1 |
75 |
(2)若提升的钩码重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将 (填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)小松在实验中,应当 向下拉动弹簧测力计,才能通过弹簧测力计准确读出拉力值。
(14分)小强猜想:水滴开始下落的过程可能是变速直线运动。为此,他做了这样的实验:将米尺竖直放置在地板上,滴管嘴与米尺的0刻度线平齐,如图11所示,当墨水刚从滴管嘴滴出时,用数码照相机的摄影档(该相机摄出视频影像,每隔0.05s摄下一帧(即一幅)静态画面),摄下该滴墨水自由下落的全过程;接着在媒体播放器上逐帧观看拍下的静态画面,发现第8帧画面上墨水才从滴管滴出,他从第8帧画面开始,每隔2帧选出一张画面,读出有关信息并填入下表中。
画面 |
水滴已运动的时间t(s) |
水滴落下的距离h(cm) |
第8帧 |
0 |
0 |
第10帧 |
0.1 |
5.0 |
第12帧 |
0.2 |
20.0 |
第14帧 |
A |
B |
第16帧 |
0.4 |
C |
(1)上图是小强选出的第14帧画面的放大图,请你根据该帧画面提供的信息思考表中的A、B、C三处分别应填写的数据是________、________、________。
(2)根据表中的数据,可以计算出该墨水从第14帧到第16帧的平均速度是 m/s。
(3)小强分析表中的数据发现,水滴下落的距离与____________成正比。
(4)水滴下落时,水滴与地板间的距离h’与水滴运动的时间t的函数图象可能是下图中的( )
(5)若拍摄第10、12、14、16帧照片时水滴下落的速度分别为1m/s、2 m/s、3 m/s、4 m/s,则重力对水滴做功的功率P随时间t变化的图象可能是下图中的( )
(3分) 如图所示,O是杠杆的支点,画出力F的力臂并用字母L标明。