【題目】底面積為300cm2、重3N的薄壁圓柱形容器放在水平地面上,用原長為14cm的彈簧將邊長為10cm的正方體A的下表面中點與容器底部相連,向容器內(nèi)加水至A剛好浸沒,如圖甲所示,此時彈簧長16cm,A對彈簧的拉力為F1,現(xiàn)打開閥門B緩慢放水,當(dāng)A對彈簧的作用力大小變?yōu)?/span>2F1時關(guān)閉閥門B, 已知彈簧受力F的大小與彈簧長度的變化量Δx間的關(guān)系如圖乙所示。不計彈簧的體積及其所受的浮力。

求:(1)物體A浸沒時受到的浮力;

(2)正方體A的密度;

(3)從開始放水到關(guān)閉閥門B,放出水的質(zhì)量。

【答案】(1) 10N;(2) 0.7×103kg/m3;(3)3.6kg

【解析】

(1)物塊A體積:

VA=10cm3=1000cm3=10-3m3

因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等,所以,物體A浸沒時受到的浮力:

F=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N;

(2)由題意可得,當(dāng)物體A浸沒時,彈簧由14cm伸長到16cm,則彈簧伸長2cm,由圖象可知物體受到的彈力F=3N,甲圖中,正方體A受到豎直向下的重力和彈力、豎直向上的浮力,則正方體A的重力:

GA=F-F=10N-3N=7N

G=mg可得,正方體A的質(zhì)量:

mA==0.7kg

正方體A的密度:

ρA==0.7×103kg/m3;

(3)放水前水的深度為彈簧現(xiàn)在的長度16cm加上正方體A的邊長,如圖甲所示:

h=16cm+10cm=26cm

則容器內(nèi)水的體積:

V=Sh-VA=300cm2×26cm-1000cm3=6800cm3,

打開閥門B緩慢放水,當(dāng)A對彈簧的作用力大小再次等于2F1時,彈簧的壓縮量為4cm,如圖丙所示:正方體A受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和彈力,則此時物體受到的浮力:

F'=GA-2F=7N-2×3N=1N,

此時正方體A排開水的體積:

V'==1×10-4m3=100cm3,

正方體A浸入水的深度:

h1==1cm,

容器內(nèi)水的深度等于彈簧的原長減去壓縮量再加上正方體浸入水的深度,即

h′=14cm-4cm+1cm=11cm,

容器內(nèi)剩余水的體積:

V'=Sh'-V'=300cm2×11cm-100cm3=3200cm3,

放出水的體積:

V=V-V'=6800cm3-3200cm3=3600cm3,

則放出水的質(zhì)量:

m=ρV=1.0g/cm3×3600cm3=3600g=3.6kg。

答:(1)物體A浸沒時受到的浮力是10N;

(2)正方體A的密度是0.7×103kg/m3

(3)從開始放水到關(guān)閉閥門B,放出水的質(zhì)量是3.6kg。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】在如圖所示的電路中,當(dāng)S1閉合,S2S3斷開時,電壓表的示數(shù)為6 V,當(dāng)S1、S3斷開, S2閉合時, 電壓表的示數(shù)為3 V.求:

(1)電源電壓是多少?

(2)當(dāng)S1S3閉合, S2斷開時, 電壓表的示數(shù)為多少?

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1)電源的電壓為多少?

2)開關(guān)S閉合后,L2兩端的電壓?

3)開關(guān)S斷開時,L1兩端的電壓?

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【題目】如圖,水平桌面上的物體A100N,物體B40N,此時物體B恰能勻速下降;當(dāng)用一水平向左的力F拉動物體A2s內(nèi)勻速向左移動1m的過程中,若不計動滑輪和繩的重力,不計繩與滑輪及滑輪軸間的摩擦,則下列說法正確的是( )

A.B上升了2mB.拉力F的功率為20W

C.物體A與桌面間的滑動摩擦力為40ND.吊著B物體的繩子所做的功為40J

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【題目】如圖,物體B質(zhì)量1.8kg,動滑輪重2N,輕質(zhì)杠桿CDO為支點,COOD=21,D點施加豎直向下的拉力F時杠桿CD剛好保持水平靜止,且物體A正以2cm/s的速度沿斜面向上勻速滑動,則拉力F=_______N,繩子對物體A做功的功率為__________W,5s時間內(nèi)物體B的重力做功________J.(不計繩重,不計繩與滑輪以及滑輪與軸的摩擦)。

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【題目】太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置,下表是小明家的太陽能熱水器某天在陽光照射下的相關(guān)信息。其中太陽輻射功率是指1h內(nèi)投射到1m2面積上的太陽能.求:

太陽照射時間(h

裝水量(kg

吸熱板面積 m2

水升高的溫度

水的比熱容J/kg·℃

太陽輻射功率J/m2·h

10

100

2.5

50

4.2×l03

1.68×l06

1)水在10h內(nèi)吸收的熱量;

2)如果水吸收的熱量用天然氣來提供,需要完全燃燒多少m3的天然氣(天然氣的熱值為8.4×l07J/m3,天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收);

3)該太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率.

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【題目】探究并聯(lián)電路電流的特點的實驗中,豆豆同學(xué)連接的電路如圖甲所示(本題中,電表視為理想電流表,且當(dāng)有電流流過燈泡時,燈泡將會發(fā)光)。

干路電流/A

L1的電流/A

L2的電流/A

0.6

0.3

1)連接實物電路過程中,開關(guān)應(yīng)處于_______狀態(tài)。

2)已知各電路元件、連接情況均完好,閉合開關(guān)前,我們發(fā)現(xiàn)電流表A1的指針在如圖乙所示的位置處,可能的原因是____________________;改正錯誤后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表A1的指針仍然在如圖乙所示的位置處,可能的原因是__________。

3)更正上述問題后,閉合開關(guān)S,觀察到電燈L1______(選填不亮)、L2不亮;隨即斷開開關(guān),仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)電路有不當(dāng)之處。

4)請在圖甲中只改動一根導(dǎo)線,使之符合下列要求:閉合開關(guān)后,燈泡L1、L2并聯(lián),開關(guān)S控制所有用電器,電流表A1測流過干路的電流,A2測流過燈L1的電流,A3測流過燈L2的電流。(提醒:在需要刪除的導(dǎo)線上畫“×”,用筆將改動后的導(dǎo)線畫出,導(dǎo)線不許交叉)。

__________

5)隨后,閉合開關(guān),從電流表中讀取數(shù)據(jù)填入上表中,其中流過燈L1的電流大小如圖丙所示,該示數(shù)為______A。于是得出結(jié)論:并聯(lián)電路中,各支路電流相等,干路電流等于各支路電流的總和。小華同學(xué)認(rèn)為該實驗結(jié)論不科學(xué),我們應(yīng)多次更換規(guī)格______(選填相同不同)的燈泡進(jìn)行實驗,以便_________(填入正確的序號 )。

A.尋找普遍規(guī)律 B.求平均值,減小實驗誤差

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【題目】2019 3 30 18 時許,四川省涼山州木里縣發(fā)生森林火災(zāi),著火點在海拔3800 余米左右,地形復(fù)雜、通訊不便,火災(zāi)發(fā)生后相關(guān)部門投入 689 人實施滅火作業(yè),31 日下午,30 名撲火人員在轉(zhuǎn)場途中,突遇山火爆燃全部遇難犧牲,針對于類似森林火災(zāi),重慶某航空工業(yè)公司近日最新研發(fā)出一款消防無人機(jī)。它一次能負(fù)載 30 公斤的重物從基地升高并自主飛行到指定位置, 并投下救火物資,幫助消防員救火,它有四個爪子”,也就是四個軸,每個軸上都有一個電機(jī)和螺旋槳,使無人機(jī)能夠穩(wěn)定地懸停在空中進(jìn)行作業(yè),無人機(jī)靠鋰電池維持飛行,充滿一組鋰電池可供飛機(jī)工作半小時左右,不過,它能不停地更換電池繼續(xù)工作,請找出一個與以上情景有關(guān) 的物理信息,并指出對應(yīng)的物理知識,不得與示例重復(fù). 示例:物理信息:無人機(jī)靠鋰電池維持飛行

物理知識:電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

作答:物理信息:________________________________

物理知識:____________________________________________

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【題目】如圖,只閉合開關(guān)S1,電壓表V1的示數(shù)是3V,電流表A的示數(shù)是0.1A;閉合S1S3,斷開S2,電壓表V1的示數(shù)是6V;閉合S1S2,斷開S3,電壓表V2的示數(shù)是4V;那么,電源電壓是_____V,燈泡L2的電阻是_____Ω(忽略溫度對燈泡電阻的影響).

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