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如图所示装置中,水平面上的轻质薄壁柱形容器中没有水,轻质杠杆支点为O.当质量分别...

如图所示装置中,水平面上的轻质薄壁柱形容器中没有水,轻质杠杆支点为O.当质量分别为200g1400g的不吸水的正方体AB通过轻质细线连接悬于D点、质量为400g的物体C悬于E点时,杠杆在水平位置平衡.已知AB的边长、连接AB的细线长以及B的下表面到容器底的距离均为10cm,柱形容器底面积为200cm2、高32cmOD两点间的距离为15cm.

1)求OE两点间的距离LOE

2)如果往容器中缓慢加水,同时调节C的位置使杠杆始终在水平位置平衡,求加水5kgB物体上表面的液体压强;

3)之后剪断A上方的细线,然后将AB轻轻放入水中,求静止后容器对水平面的压强.

 

(1)0.6m;(2)1000Pa;(3)3300Pa. 【解析】 (1)A、B的重力:GA=mAg=0.2kg×10N/kg=2N,GB=mBg=1.4kg×10N/kg=14N,当柱形薄壁容器中没有液体时,物体C悬挂于E点.杠杆在水平位置平衡;由图可知,O为支点,F2=GA+GB=2N+14N=16N,OD为阻力臂,动力F1=GC=mCg=0.4kg×10N/kg=4N,OE为动力臂;根据杠杆的平衡条件可得:F2LOD=F1LOE,所以,LOE==0.6m; (2)A、B物体的密度ρA==0.2g/cm3,ρB==1.4g/cm3,ρB<ρ水,B物体在水中会下沉, 5kg水的体积V水==5×10-3m3=5000cm3, B的底面积SB=10cm×10cm=100cm2, B的下表面到容器底的体积VB下=S容h1=200cm2×10cm=2000cm3,VB下<V水,水会上升,浸没B的体积VB浸=(S容-SB)hB=(200cm2-100cm2)×10cm=1000cm3, VB下+ VB浸=2000cm3+1000cm3=3000cm3<V水,水会上升,水上升的体积V上=5000cm3-3000cm3=2000cm3, B上表面到A下表面的体积VB上= S容h2=200cm2×10cm=2000cm3,V上=VB上,水到达A下表面,A下表面到B物体上表面的距离h3=10cm=0.1m,B物体上表面的液体压强p=ρgh3=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa; (3)之后剪断A上方的细线,然后将A和B轻轻放入水中,轻质薄壁柱形容器,不计容器的质量,加入水的重力G水=m水g=5kg×10N/kg=50N, 容器对水平面的压力:F=G水+ GA+GB=50N+2N+14N=66N, 容器对水平面的压强:. 答:(1)O、E两点间的距离LOE是0.6m; (2)加水5kg时B物体上表面的液体压强是1000Pa; (3)静止后容器对水平面的压强是3300Pa.  
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考点分析:
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如图所示,将长为1.2 m的轻质木棒平放在水平立方体台面上,左右两端点分别为AB,它们距台面边缘处的距离均为0.3 m。在A端挂一个重为30 N的物体甲,在B端挂一个重为G的物体乙。

(1)若要使木棒右端下沉,B端挂的物体乙至少要大于多少N

(2)B端挂物体乙(乙不接触地面)后,木棒仍在水平台面上静止,则物体乙的重力G的取值范围为多少?

(3)B端挂重为100 N、底面积为20 cm2的物体乙(乙接触地面)后,木棒仍在水平台面上静止,求物体乙对地面的最大压强为多少?

 

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如图所示,质量不计、长1 m的轻杆OA被铰链和细绳AB水平固定在竖直墙壁上(使杆可以绕O点转动),细绳AB与水平轻杆之间的夹角θ30度。将一个底面积为400 cm2的物体P用轻质细线、圆环连接置于轻杆的左端,细绳AB能承受的最大拉力为8 N,铰链体积忽略不计(g10 N/kg)。试求:

(1)当圆环移动到OA的中点时,细绳AB的拉力为5 N,则物体的重力为多少N

(2)若物体P的体积为200 cm3,则物体P的密度为多少kg/m3

(3)若物体P和圆环一起从O点向右以0.1 m/s的速度匀速运动,则经过多少秒,细线刚好断裂。

 

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如图是农村曾用的舂米工具的结构简化示意图。杆AB可绕O点转动,脚踏B端可以使正方体石块升高,抬脚时石块会落下击打稻谷,若杠杆的A端连接着底面积为1×10-2 m2 体积为2×10-3 m3、密度为2.5×103 kg/m3的石块,摩擦和杠杆自重均忽略不计,g10 N/kg,试求:

(1)石块的重力G

(2)刚好把石块抬起时,脚对B端竖直向下施加力的大小;

(3)若脚对B端向下的压力为15 N,此时石块对地面的压强为多少?

 

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一个大人和一个小孩坐在跷跷板上,大人的质量为m170 kg,跷跷板的总长为3 m,转动轴在跷跷板的中央。大人对跷跷板的压力作用点到转动轴O的距离为0.5 m,小孩对跷跷板的压力作用点到转动轴O的距离为0.6 m,跷跷板恰好处于水平静止状态(如图所示)。这时小孩悬空,大人的脚与地面接触的面积S200 cm2,他对地面产生的压强p2×104 Pa。完成下列问题:(忽略跷跷板的重力)

(1)求大人受到的重力G1

(2)求小孩的质量m2

(3)若大人的位置不变,小孩慢慢移动,经过10 s时间,大人对地面的压力减小一半(跷跷板仍保持水平静止状态)。求小孩这个过程中的平均速度v

 

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下列估测最接近实际的是(  )

A.一次性纸杯的高度约为20 cm

B.夏天开空调时室内的温度约为28 ℃

C.一个乒乓球的质量约为20 g

D.从一楼步行到五楼所用时间约为1 min

 

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