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如图是重庆一中初二科技小组设计的在岸边打捞水中文物的装置示意图,电动机固定在地面.O为杠杆BC的支点,CO:OB=1:2.配重E通过绳子竖直拉着杠杆C端,质量为280kg,每个滑轮重为100N;均匀实心文物的密度为8×103Kg/m3,质量为80kg.绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对文物A的阻力均忽略不计,文物A一直匀速上升.求:

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(1)在文物还未露出水面时,求此时文物A所受到的浮力及电动机拉力F的大小;(假定B端静止)

(2)在文物还未露出水面时,滑轮组的机械效率;

(3)当文物A在空中被匀速提起上升时,电动机拉力功率为5kW.求卷扬机拉动钢丝绳的速度?

 

(1)文物A所受到的浮力为100N;电动机拉力F的大小为400N; (2)在文物还未露出水面时,滑轮组的机械效率87.5%; (3)卷扬机拉动钢丝绳的速度为11.1m/s. 【解析】【解析】 (1)由于物体完全浸没 所以V排=VA===0.01m3 所以物体所受的浮力: F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N 又因为物体做匀速直线运动,所以F=(G物﹣F浮+G动)=×(800N﹣100N+100N)=400N; (2)滑轮组的机械效率: η=×100%=×100%=×100%=×100%=87.5% (3)假设A全部出水,F′=(G物+G动)=×(800N+100N)=450N; 由P==Fv得,绳的速度v==≈11.1m/s. 杠杆会向左边倾斜,不能将文物打捞上岸. 答:(1)文物A所受到的浮力为100N;电动机拉力F的大小为400N; (2)在文物还未露出水面时,滑轮组的机械效率87.5%; (3)卷扬机拉动钢丝绳的速度为11.1m/s. 【点评】此题为力学综合题,考查知识较多,主要是浮力大小、滑轮组拉力,机械效率和功率的理解和掌握,关键要能够正确分析各个物理量的关系.  
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考点分析:
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如图所示,是小鹰同学测量某种液体密度的过程,淸你裉据实验数据,求:

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(1)小石块的质量;

(2)小石块的体积;

(3)液体的密度.(g取10N/kg)

 

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如图所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇.它的质量约为1.0×103kg,底面积约为500m2.问:

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(1)登陆艇漂浮在海面上时,受到的浮力是多少?

(2)登陆艇静止在水平海潍上时,对海滩的压强是多少?

(3)若登陆艇用3.0×103N的推进力,以20m/s的航速行驶10min,则登陆艇的功率是多少?

 

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小华同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体物块,当圆柱体物块下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到与烧杯底接触为止,如图甲所示:

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(1)根据(a)图可知,圆柱体物块的质量m=      kg;

(2)分析(a)(c)两图可知,圆柱体物块浸没在水中时所受浮力F=      N;

(3)分析      两图可得出,浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关;

(4)比较(c)(d)两图可得出:当圆柱体浸没在水中时,所受浮力不随      改变;

(5)小华完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出图乙所示的弹簧测力计拉力F随物体下降高度h变化的图象,那么物体浸没在这种液体中受到的浮力F′=      N,这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟      有关;

(6)综合分析上述实验可知,圆柱体物块的密度是      kg/m3,所用的另一种液体的密度是      kg/m3

 

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某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验时,进行了如下实验步骤:

a.把杠杆的中点支在支架上,这时发现杠杆左端高、右端低,则应该把杠杆的平衡螺母向      (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在      位置平衡;

b.把钩码挂在杠杆的两边,改变钩码的个数和位置,使杠杆恢复平衡,记下两边的钩码的重,读出两边的力臂,获得一组实验数据;

c.改变力和力臂数值,再做两次实验;

d.算出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂的数值,分析数据得出结论.

(1)请将步骤a补充完整;

(2)进行步骤a的主要目的是为了直接从杠杆上读出      的大小;

(3)步骤d得出的实验结论应该是     

(4)图甲的杠杆已调至水平平衡,在A点挂了两个相同钩码,则应在B点挂      个相同的钩码,才能使杠杆保持水平平衡;

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(5)上述实验步骤c的目的是为了      ;(只填代码)

A.减小摩擦对实验的影响               B.使每组数据更准确

C.多次测量取平均值,减小误差         D.获取多组数据,寻找普遍规律

(6)图乙所示,把弹簧测力计挂钩固定在C点,要使杠杆水平平衡,弹簧测力计向右上方拉(拉环固定在支架上)比竖直向上拉示数要      (选填“大”或“小”).

 

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小明学习了动能和相关知识后,为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,他设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验,将A、B、C三个小球先后从同一装置,高度分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB),推动小木块运动一段距离后静止,请你根据生活经验和所学的物理探究方法,对以下问题进行解答:

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①用来研究超速安全隐患时,需要让两个小球的质量相同,实验时应选择      两个图所示实验进行比较;

②用来研究超载安全隐患时,需要让两个小球的      相同,实验时应选择甲、丙两个图所示实验进行比较;

③这种科学研究方法在物理学中叫做      法.

 

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