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底面积为、重的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,用原长为的弹簧将边长为的正方体A的下...

底面积为、重的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,用原长为的弹簧将边长为的正方体A的下表面中点与容器底部相连,向容器内加水至A刚好浸没,如图甲所示,此时弹簧长A对弹簧的拉力为,现打开阀门B缓慢放水,当A对弹簧的作用力大小变为时关闭阀门B,已知弹簧受力的大小与弹簧长度的变化量间的关系如图乙所示。不计弹簧的体积及其所受的浮力。

求:(1)物体A浸没时受到的浮力;

(2)正方体A的密度;

(3)从开始放水到关闭阀门B,水对容器底部压强变化量

(4)阀门B关闭后,若对物体A施加一个向下的力使A对弹簧的作用力大小变为,求的大小。

 

(1)10N;(2);(3)1500Pa;(4)6N 【解析】 (1)甲图中,正方体A受到竖直向下的重力和弹力、竖直向上的浮力,由题意可得:当物体A浸没时,弹簧由14cm伸长到16cm,则弹簧伸长2cm,由图象可知物体受到的弹力为 物块A的体积为 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,物体A浸没时受到的浮力 (2)正方体A的重力 由可得,正方体A的质量为 正方体A的密度为 (3)放水前水的深度为弹簧现在的长度16cm加上正方体A的边长,如图甲所示: 放水前水的深度为 打开阀门B缓慢放水,当A对弹簧的作用力大小等于2F1时,即 由图像乙可知,弹簧的压缩量为4cm,如图丙所示:正方体A受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和弹力,物体受到平衡力作用,则此时物体受到的浮力为 此时正方体A排开水的体积为 正方体A浸入水的深度为 容器内水的深度等于弹簧的原长减去压缩量再加上正方体浸入水的深度,即 从开始放水到关闭阀门B,水深度的变化量为 水对容器底部压强变化量为 (4)阀门B关闭后,容器内水的体积为 若对物体A施加一个向下的力FA使A对弹簧的作用力大小变为,此时正方体A受到竖直向下的重力、FA和竖直向上的浮力和弹力,当弹力变为3F1时,弹力的大小为 由图像可知,弹簧的压缩量为6cm,弹簧长度为 若这时正方体A浸在水里的深度为h2,则有 则这时正方体A排开水的体积为 正方体A受到的浮力为 FA的大小为 答:(1)物体A浸没时受到的浮力10N; (2)正方体A的密度为; (3) 从开始放水到关闭阀门B,水对容器底部压强变化量为1500Pa; (4)FA的大小为6N。  
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考点分析:
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如图甲所示,小明用弹簧测力计吊着一重为3.2N的实心圆柱体,将它竖直逐渐浸入水中,记下圆柱体下表面浸入水中的深度h和对应的浮力F,并画出F-h的图象(如图乙所示),g10N/kg。求:

1)圆柱体的质量;

2)圆柱体浸入水中的深度h=10cm处,静止时弹簧测力计的示数;

3)圆柱体的体积

4)圆柱体的密度

 

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某型号汽车质量为1.8t,在平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶,汽车受到的阻力为总重的0.04倍,(已知汽油的热值为4.6×107J/kgg10N/kg,计算结果保留一位小数)求:

(1)汽车匀速行驶100km所用的时间是多少?

(2)汽车以80km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率是多少?

(3)若汽车发动机的效率为30%,它匀速行驶100km消耗多少千克汽油?

 

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小冉在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水、密度未知的某种液体,细线等.

1)小冉进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为________N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图BCDEF所示(液体均未溢出),并将其示数记录在下表中:

实验步骤

B

C

D

E

F

弹簧测力计示数/N

2.6

2.5

2.4

2.4

2.3

 

 

2)在实验步骤B中铜块所受浮力F______N

3)分析实验步骤ABCD,可以说明浮力大小跟____________________________有关;分析实验步骤AEF,可以说明浮力大小跟____________有关.

4)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是_____________kg/m3(结果保留一位小数),还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是________Pa,并发现步骤BCD中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐_________(选填增大减小).

 

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为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验,请你完成下列内容。

1)实验过程中,弹簧测力计要沿水平方向拉着物块A_________     运动.

2)在甲、乙、丙三次实验中,滑动摩擦力最小的是____    (选填“甲”、“乙”或“丙”) 实验;

3)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与______是否有关;比较     ______(选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)两次实验,可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关;

4)比较甲、丁两次实验,小明发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关;你认为他的结论是_______(选填“正确”或“错误”)的;

5)实验结束后,小明又对实验装置进行了改进,如图 2 所示,实验后发现效果更好,实验中,小明____    (选填“一定”、“不一定”或“一定不”)要匀速拉动长木板。

 

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如图是小明设计的“测平均速度的实验”装置:

1)该实验的原理是______________

2)确定计时的电子秒表后,为了方便测时间并减小误差, 在实验中应________斜面倾斜程度(选填“增大”或“减小”);

3)如图,若秒表每格为1s,该次实验中秒表指针旋转不足一圈,小车通过全程的平均速度_____m/s,实验中小车通过上半段路程的平均速度为,通过下半段路程的平均速度为,通过全程的平均速度为 ,则这三个平均速度中最大的是_________(选填“”、“”或“”);

4)小明认为,测出小车时间内在斜面上通过的路程,也可以计算其平均速度,请对小明实验方案的可行性作出评估: ___________(选填“A”或“B”)

A.可行,实验原理相同    B.不可行,路程测不准确

 

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