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如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9×103kg/m3的实心金属块,...

如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9×103kg/m3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面.若不计摩擦和动滑轮重,要保持平衡.(g=10N/kg)
求:
(1)重物A受到的浮力为多少?
(2)作用于绳端的拉力F是多少?
(3)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?
(4)若实际所用拉力为300N,此时该滑轮的效率是多少?

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(1)知道金属块的体积(排开水的体积)和水的密度,利用阿基米德原理求金属块受到的浮力; (2)知道金属块的体积和密度,利用密度公式和重力公式求金属块受到的重力;由图知,n=3,不计摩擦和动滑轮重,利用F=(G-F浮)求出拉力大小. (3)若缓慢将重物A提升2m,则根据重物提升的高度求出拉力移动的距离,又知道拉力大小,利用功的公式求拉力做的功; (4)若实际所用拉力为300N,则利用功的公式求实际拉力所做的功为总功;利用W=(G-F浮)h求出的有用功,即可利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率. 【解析】 (1)物体A的体积为V=10dm3=0.01m3,则完全浸没在水中时,V排=V=0.01m3, 金属块受到的浮力: F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N; (2)金属块的重力: G=mg=ρVg=7.9×103kg/m3×0.01m3×10N/kg=790N, ∵由图可知,动滑轮是由3股绳子承担,在不计摩擦和动滑轮重的条件下, ∴作用于绳端的拉力: F=(G-F浮)=(790N-100N)=230N. (3)若缓慢将重物A提升2m,因为n=3,所以s=nh=3×2m=6m, 拉力做的功: W=Fs=230N×6m=1380J. (4)若实际所用拉力为300N,则总功为: W总=Fs=300N×6m=1800J; 使用滑轮组所做的有用功: W有用=(G-F浮)h=(790N-100N)×2m=1380J, 此时该滑轮的效率此时该滑轮的效率: η=×100%=×100%≈76.7%. 答:(1)重物A受到的浮力为为100N; (2)作用于绳端的拉力F是230N; (3)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是1380J; (4)若实际所用拉力为300N,此时该滑轮的效率是76.7%.
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考点分析:
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表一(红光光源实验)
实验
序号
入射角i
(度)
折射角r(度)
1
22516.4
35030.7
47540.1
表二(黄光光源实验)
实验
序号
入射角i
(度)
折射角r
(度)
5
62515.7
75029.4
87538.3
表三(紫光光源实验)
实验
序号
入射角i
(度)
折射角r
(度)
9
102515.1
115028.2
127536.6
(1)初步分析三个表中的数据,可以看出,当光从一种介质进入另一种介质中时,光的传播方向______(选填“一定”或“不一定”)发生改变.
(2)分析比较实验序号______ 的数据及相关条件,可以得到初步结论:不同颜色的光从空气中以相同的入射角斜射入另一种介质时,光在这种介质中传播速度越慢,折射角越小.
(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件,并归纳得出结论.
①综合分析比较表一(或表二或表三)中的数据及相关条件,可以得出结论:同种颜色的光从空气斜射入同种介质中时,______
②综合分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件,可以得出结论:不种颜色的光从空气斜射入同种介质中时,______

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表一(钢球撞击时的速度为v=8cm/s)
序号钢球质m/g木块滑行距离s/cm
110010
220020
330030
表二(钢球质量为m:100g)
序号1钢球撞击速度v/cm.s-1木块滑行距离s/cm
1810
21640
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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