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如左图所示,一足够大圆柱形空容器放在水平桌面上;一横截面积为S0的圆柱形木块由一...

如左图所示,一足够大圆柱形空容器放在水平桌面上;一横截面积为S0的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连。现向容器中缓慢加水(水的密度为ρ0),木块受到的浮力F与容器中水的深度h的关系图象如右图所示。求:

       

1)细线对木块拉力的最大值;

2)木块的密度;

3)整个加水过程中,木块所受浮力做的功。

 

(1) F2-F1;(2)ρ0;(3) F1 h0- 【解析】 (1)由图像可知,细线未拉直时,木块处于漂浮状态,浮力为F1=G,此时,细线对木块拉力为0,当浮力为F2时,浮力最大,细线对木块拉力最大,细线对木块拉力的最大值 F拉最大=F2-G= F2-F1 细线对木块拉力的最大值为F2-F1。 (2)由题知,当浮力为F2时,木块浸没于水中,V排=V,由F浮=ρ0gV排得木块的体积 为V=V排= 木块的密度 ρ=====ρ0 木块的密度为ρ0。 (3) 当水的深度为h0时,细线刚好拉直,木块上升到最高处,设此时木块在水中的长度为h1,此时F1=ρ0gV排=ρ0gS0 h1,则 h1= 则木块上升的高度为 h0- h1= h0- 浮力对木块做的功等于木块克服重力做功,故木块所受浮力做的功 W=G(h0-)= F1(h0-)= F1 h0- 木块所受浮力做的功为F1 h0-。 答:(1)细线对木块拉力的最大值为F2-F1; (2)木块的密度为ρ0; (3)整个加水过程中,木块所受浮力做的功为F1 h0-。  
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考点分析:
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在一次课外活动中,老师让物理小组的同学们测葡萄酒的密度。除了葡萄酒,老师还提供的器材有:一个已经调零的弹簧测力计,一个烧杯,一个正方体木块(内部嵌有铁钉,其平均密度小于葡萄酒的密度,表面经处理后不吸水),一把刻度尺,若干细线。请你利用上述器材(器材均满足实验需求),帮助他们设计一个实验方案,测出葡萄酒的密度。要求:

1)写出主要实验步骤及需要测量的物理量;

2)写出葡萄酒密度的数学表达式。(用已知量和测得量表示)

 

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小薛和小程同学在探究“动能的大小与什么因素有关”时,提出了如下猜想:

猜想一:动能的大小可能与物体的质量有关;

猜想二:动能的大小可能与物体的运动速度有关。

为了验证他们的猜想,老师提供了如下器材:刻度尺、斜槽、较光滑的长木板、粗糙的长木板、小木块、质量不同的小钢球若干个,实验装置如图所示。请你帮助他们完成下列内容:

1)让钢球从高为h的斜面由静止开始滚下,碰上水平面上静止的木块,如图。实验时通过观察 ________________移动的距离来判断 ___动能的大小;(均选填“钢球”或“木块”)

2)对于老师提供的长度相同的较光滑长木板A和粗糙长木板B,为了使实验顺利进行,他们应选择长木板 __;(选“A”或“B”)

3)小薛同学为了验证猜想一,他将质量不同的钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下,实验记录数据如下:

钢球的质量m/kg

0.1

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

木块滑行的距离s/m

0.12

0.11

0.12

0.12

0.11

0.11

0.12

 

 

他根据以上实验数据得出“物体的动能大小与质量无关”的结论,这个结论是 __(选填“正确”或“错误”)的,因为 _____

4)为了验证猜想二,小程同学让同一钢球从斜面的不同高度由静止释放,高度h越高,木块被撞得越远,由此可得出的结论是: ________

 

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如图所示,搬运工人用滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m,在此过程中滑轮组的机械效率为80%。求:

1)滑轮组做的有用功;

2)作用在绳子自由端的拉力。

 

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如图所示,我国最新自主研发的中型民航客机C919在浦东机场成功起飞,它打破了欧美国家民航技术的长期垄断,成为我国“大国制造”的标志之一。该飞机在某次试飞时以800km/h的速度水平匀速飞行了2h;该飞机质量约为40t,着陆后静止在水平地面时轮子与地面的总接触面积为4m2。求:(g10N/kg

1)飞机在这2h内水平飞行的路程;

2)飞机静止在水平地面时对地面的压强。

 

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小程同学在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用实验器材有:杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个重均为1N的钩码。请你帮他们完成下列内容:

1)如图1所示,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母适当往 ___(选填“左”或“右”)调;

2)①杠杆调节好后,他进行了三次实验,实验情景如图234所示,两边钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2,对应的力臂分别为l1和和l2,由此可得杠杆的平衡条件为: _________;(用字母表示)

②实验中,进行多次实验的目的是 __________;(选填“A”或“B”)

A.取平均值减少误差

B.使实验结论具有普遍性

3)如图3所示,若将杠杆两边各去掉1个钩码,则杠杆____;(选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”)

4)如图5所示,用细绳竖直向上拉杠杆,使它在水平位置平衡,则拉力F ___N;保持杠杆水平位置平衡,将细绳转到虚线位置时,拉力F的大小将 _____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

 

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