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如图所示,工人准备用一根最多能承受400N力的绳子(若超过绳子将断裂)绕成的滑轮...

如图所示,工人准备用一根最多能承受400N力的绳子(若超过绳子将断裂)绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体AB.完全露出水面的物体A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力.已知动滑轮的质量为20kg(绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计,连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂,(g10N/kg).求:

1)物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时,物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少.

2)在物体A浸没在水中匀速上升的过程中,滑轮组的机械效率为75%,物体A的密度是多少.

3)若用该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时,物体B最多露出多少体积时绳子将断裂.

 

(1)1000N(2)600W(3)2.5×103kg/m3(4)25dm3 【解析】 (1).滑轮的重力是: G动=m动g=20kg×10Nkg=200N 由图知道,有三段绳子承担物重,n=3, 所以,物体A的重力是: GA=1000N 绳子自由端移动的速度是:v=nv'=3×=0.5m/s=1.5m/s; 工人拉力的功率是:P=Fv=400N×1.5m/s=600W. (2).物体A浸没在水中匀速上升的过程中,滑轮组提起的力是 : F'=GA﹣F浮=1000N﹣ρ水gVA, 滑轮组的机械效率是: =75% 代入数据解得: VA=4×10﹣2m3 又因为GA=ρAgVA,所以, ρA=2.5×103kg/m3 (3).物体B的重力是: GB=ρBgVB=2.5×103kg/m3×10N/kg×50×10﹣3m3=1250N 绳子即将断裂时的拉力是: 解得:F'浮=250N, 由阿基米德原理知道,此时排开水的体积是: =2.5×10﹣2m3=25dm3 物体B最多露出的体积是:V露=VB﹣V排=50dm3﹣25dm3=25dm3. 答:(1).物体A的重力是1000N,工人拉力的功率是600W. (2).物体A的密度是2.5×103kg/m3. (3).物体B最多露出25dm3时绳子将断裂.  
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考点分析:
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实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材:电源(电压恒为6V)开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡(电阻约为10Ω)、滑动变阻器(“20Ω 1A”)、导线若干.

1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求:滑片向右移动灯泡变亮).

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2)闭合开关前电流表的指针如图乙所示,其原因是_____

3)故障排除后,调节滑动变阻器的滑片,并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为_____W.从图象中还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比_____(选填“变大”、“变小或“不变”).

4)小陈同学为了验证电流跟电阻的关系,他又借到了一个滑动变阻器(50Ω 0.5A)和五个定值电阻(10Ω15Ω20Ωg25Ω),其余器材不变.用定值电阻更换甲图中的灯泡,小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象,则实验中他所用的滑动变阻器是_____(选填字母:A.20Ω 1A B.50Ω 0.5A),若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω,则所用定值电阻的阻值为_____Ω

5)下课前老师布置了一道课后作业.要求:在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值.实验器材:电阻Rx、电源(电压恒定但未知)、滑动变阻器(已知最大阻值为R0)、电流表、开关、导线若干.

小张同学设计了如图戊所示的电路图,用以下步骤测Rx的阻值.

闭合开关S,移动滑片PB端,记下电流表示数I1

移动滑片PA端,记下电流表示数I2I1未超过电流表的量程);

请帮他写出Rx的表达式:Rx_____(用字母R0I1I2表示).

 

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小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:

a.如图1中甲图所示,将木块A平放在长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数.

b.如图1中乙图所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数.

c.如图1中丙图所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一钩码,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数.

1)该实验主要采用的探究方法是_____

2)由图1_____两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大.

3)由图1中甲乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙滑动摩擦力越_____(选填“大”或“小”).

4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动.于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置,该装置的优点是_____长木板做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”).实验中小丽发现:当F3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为_____N

5)实验拓展:如图2所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,Ftvt图象分别如图34所示.则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为_____N

 

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用笔画线代替导线,将图中的拉线开关、电灯、熔断器和插座接入家庭电路中.要求:符合安全用电原则;熔断器控制插座;拉线开关控制电灯.

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轻质杠杆OABC能够绕O点转动,已知OABC20cmAB30cm,在B点用细线悬挂重为100N的物体,为了使杠杆在如图所示的位置平衡,请在杠杆上作出所施加最小动力的图示(不要求写出计算过程).

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如图所示,电源电压保持不变,R1R2R3均为定值电阻,R1R223S为单刀双掷开关.当S接到1时,电流表的示数为0.4AR1消耗的功率为P1,此时R3消耗的功率为1.6W;当S接到2时,R2消耗的功率为P2,已知P1P23227.则电源电压为_____VR1_____ΩR3_____Ω

 

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