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盛有适量水的薄壁容器放在水平桌面上(水的密度为ρ0),其底面积为S0。材料不同、...

盛有适量水的薄壁容器放在水平桌面上(水的密度为ρ0),其底面积为S0。材料不同、体积相同的实心物体AB用一根无弹性细线连在一起,挂在弹簧测力计下,浸没在容器水中,A的上表面刚好与水面相平,如左图所示。现缓慢竖直向上匀速拉动弹簧测力计,测力计的示数F与物体上升的高度h变化图象如右图所示。连接AB间的绳子所能承受的最大拉力为2F0。求:

1)物体A受到的重力;

2)物体A的密度;

3)整个过程中,水对容器底部压强的最大变化量。

 

(1)F0(2)(3) 【解析】 根据题图求物体的重力、密度和水对容器底部压强的最大变化量可知,本题是有关压强和浮力的综合计算题目,关键是能够看懂图,第(3)问中,明确物体A、B间的绳子断开瞬间与初始态相比,液面高度差最大。运用液体压强的计算公式及阿基米德原理公式列式计算。 (1)由题图,缓慢竖直向上匀速拉动弹簧测力计,物体A逐渐露出水面,物体A所受到的浮力减小,当A全部露出时,只改变物体B在水中的深度,弹簧测力计示数不变;当物体B逐渐露出时,弹簧测力计的示数增大,物体A、B间绳子的拉力增大至2F0,绳子断裂,B物体沉底,此时弹簧测力计的示数为F0,弹簧测力计上只有物体A,物体A对弹簧测力计的拉力等于其重力,即物体A的重力GA=F0。 (2)由题可得: 初始态弹簧测力计的示数 ……………① 物体A全部露出水面时,弹簧测力计的示数…………..② 由②-①可得:, 根据阿基米德原理可得:, 故物体A的密度。 (3)物体A、B体积相同,均浸没水中时,所受浮力相等, , 由②可得:, , ……………….③ 当物体A、B间绳子的拉力F拉=2F0时,绳子断开。即……………④ 将③代入④式,得 。 初始态物体A、B均浸没在水中,, 绳子断开时,, 绳子断开瞬间与初始态相比,液面的高度差最大,因此水对容器底部的压强变化也最大。两状态浮力的变化量为, 由阿基米德原理可得:, 则水面的最大高度差, 根据p=ρgh可得,整个过程中,水对容器底部压强的最大变化量 。 答:(1)物体A受到的重力为F0;(2)物体A的密度为;(3)整个过程中,水对容器底部压强的最大变化量为;  
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物理兴趣活动课上,老师让同学们测酒精的密度。除了酒精,老师还提供的器材有:一架调好的天平(砝码)、一个烧杯、一个正方体木块(内部嵌有铁钉,其平均密度小于酒精的密度;表面经处理后不吸酒精)、一把刻度尺。请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案,测出酒精的密度。要求:

1)写出主要的实验步骤;

2)写出酒精密度的数学表达式。(用已知量和测量量表示)

 

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沈仔细同学在研究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”时,提出了如下猜想:

猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受压力的大小有关;

猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;

猜想三:滑动摩擦力的大小与物体的运动速度大小有关。

为了验证猜想,准备了如下实验器材:一个带挂钩的长方体木块、多个砝码、三块粗糙程度不同的长木板ABC;一个弹簧测力计。他参照如图所示实验装置进行实验,沿水平方向匀速直线拉动木块,记下弹簧测力计的示数,记录的实验数据如下表;请你帮他完成下列任务。

实验

次数

接触面的

粗糙程度

速度

压力/N

弹簧测力计的

示数/N

1

木块与长木板A

v

5

1 

2

木块与长木板A

2v

10

2

3

木块与长木板B

2v

5

2.5

4

木块与长木板B

3v

5

2.5

5

木块与长木板B

2v

10

5

6

木块与长木板C

v

5

3

 

1)向右拉动弹簧测力计,使木块在木板上做匀速直线运动,请在图中画出长木板受到木块滑动摩擦力的示意图。

____

2)比较第_____次实验数据,可以验证猜想一;

3)比较第_____次实验数据,可以验证猜想二,并由此得出的结论是:_____

4)分析表中第_____次实验数据可知,滑动摩擦力的大小与物体的运动速度大小_____(选填“有关”或“无关”)。

 

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如图为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重为6N,竖直向上匀速拉动细绳时弹簧测力计的示数如图所示。钩码在3s内被提升0.1m。求:

1)弹簧测力计对绳子拉力的功率;

2)该滑轮组的机械效率。

 

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图是“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置。请你完成下列内

容。

1)该实验装置中所探究物体的动能是指物体_____(选填“A”或“B”)的动能。

2)若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越_____,木块B被撞得越远,这说明物体的动能与物体的_____有关。

3)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止滚下,速度相同时,质量越_____的钢球将木块B撞得越远,这说明物体的动能与物体的_____有关。

4)若斜槽光滑,小球从斜槽顶端由静止滚到斜槽底部的过程中,其机械能_____(选填“变大”、“不变”或“变小”)。

 

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如图所示,小明在春节期间去滑雪。他的质量为50kg;每块滑雪板的质量为0.5kg、面积为0.15m2。求小明在双脚滑雪过程中:(滑雪棒质量不计,g10N/kg

1)滑雪板对雪地产生的压力是多少?

2)滑雪板对雪地产生的压强是多少?

 

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