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15.如图所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图,被打捞的重物体积V=0.4m3.若在本次打捞前起重机对地面的压强p1=2.0×107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2=2.375×107Pa,物体完全出水后起重机对地面的压强p3=2.5×107Pa.
求:被打捞物体的重力.

分析 设起重机重为G,被打捞物体重力为G,根据压强公式分别得出打捞物体前、在水中匀速提升物体时和物体出水后起重机对地面的压力的关系式,进而得出拉力和物体重力的关系式;利用力的合成,得出在水中匀速提升物体时拉力与重物的重力和所受浮力的关系式,并求出浮力大小;然后联立求解被打捞物体的重力.

解答 解:设起重机重为G,被打捞物体重力为G
由p=$\frac{F}{S}$可得,打捞物体前,起重机对地面的压力:F=G=p1S;
在水中匀速提升物体时:F=G-F;   ①
起重机对地面的压力:F′=G+F=p2S;
FgV=1000kg/m3×10N/kg×0.4m3=0.4×104N;  ②
物体出水后起重机对地面的压力:F″=G+G=p3S;
由以上可得,F=(p2-p1)S;
G=(p3-p1)S;
整理可得:$\frac{{F}_{拉}}{{G}_{物}}$=$\frac{{p}_{2}-{p}_{1}}{{p}_{3}-{p}_{1}}$=$\frac{2.375×1{0}^{7}Pa-2.0×1{0}^{7}Pa}{2.5×1{0}^{7}Pa-2.0×1{0}^{7}Pa}$=$\frac{3}{4}$;
则F=$\frac{3}{4}$G,③
将②③带入①,解得物体重力为 G=1.6×104N.
答:被打捞物体的重力为1.6×104N.

点评 此题考查压强公式及其应用,同时考查力的合成、浮力的计算.关键是根据打捞物体前、在水中匀速提升物体时和物体出水后起重机对地面的压力的关系式,得出拉力和物体重力的关系式,此题对学生来说有一定的拔高难度,属于难题.

练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

5.请仔细阅读材料,根据材料提供的信息回答问题:
小文借助速度传感器和其他仪器,迻行“影响动能大小的因素”的实验.多次测小车质量、小车在水平面上运动的初速度和滑行的距离.数据如表1和表2所示,
表1 (小车的初速度为0.08m/s)
序号小车质量m/kg小车滑行距离m/s
10.10.1
20.20.2
30.30.3
表2 (小车的质量为0.1kg)
序号小车初速度v/(m/s)小车滑行距离m/s
10.080.1
20.160.4
30.240.9
(1)该实验过程中,小车在平面上运动的初速度是通过改变高度(选填“高度”或“质量”)来改变的.分析实验数据得出:动能大小与物体的质量和运动的速度有关,且速度对动能影响较大,那么动能与质量和速度之间又有怎样的定量关系呢?通过查阅资枓知道:动能与物体的质量成正比,与速度的二次方成正比,其表达式为:Ek=$\frac{1}{2}$mv2.小文有一个质量为0.8kg的遥控玩具车,在水平地面上以5m/s的速度匀速前进,其动能为10J.
(2)实验中,小车在水平面上运动一段距离后静止下来,是由于克服摩擦做功,消耗了小车的动能,且做功的多少就等于减少的动能,即W=Ek1-Ek2.质量是2×10-3kg的子弹,以300m/s的速度射入厚木板,射穿后的速度是100m/s.子弹穿过木板的过程中,克服摩擦阻力所做的功为80J.

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科目:初中物理 来源: 题型:填空题

6.2012年11月,我国自行研制的舰载多用途歼-15战斗机,首次成功起降在中国第一艘航空母舰“辽宁舰”上,如图所示.
(1)“辽宁舰”的排水量为6.7×104t,其满载并静止在海面上时,受到海水的浮力是6.7×108N.
(2)当歼一15战斗机飞离航母后,航母受到的浮力将变小(选填“变大”或“不变”或“变小”),在起飞上升过程中,歼一15战斗机的重力势能将增大(选填“增大”或“不变”或“减小”).
(3)“辽宁舰”航行的过程中,两侧的护卫舰不能靠它太近,是因为护卫舰和航母间水的流速大.压强小,外部的水会把两舰挤在一起.

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

3.如图所示,正立的圆柱形容器A和B,横截面积的比值为SA:SB=4:1,它们的底部用带阀门的管子连接,管子以及A、B中都装了水,开始时由于阀门K关闭,两个容器中液面的高度差等于h.现打开阀门,让A容器中的水缓慢流向B容器,当两液面达到同样高度时,液体停止流动.假如大气压强P0、容器A的横截面积SA以及液面的高度差h都为已知.求:
(1)A中液面受到向下的大气压力F多大?
(2)上述过程中,A中液面下移的距离x为多大?
(3)上述过程中,A中液面受到的大气压力F所做的功为多少?(结果要用P0、SA、h表示)

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科目:初中物理 来源: 题型:填空题

10.把40ml的酒精与40ml的水混合后,其体积小于80ml.这个实验说明:分子间存在着间隙.原子核由质子和中子组成.

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

20.太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车.宁波象山技工学校19岁高二学生朱振霖花1.5万元钱,自行研制出一辆太阳能汽车:不需气、不需油,每天能开70公里.太阳能汽车上的太阳能电池板把太阳能转化为电能,太阳能属于可再生(选填“可再生”或“不可再生”)能源.小明坐在车上时发现司机前面的吊饰物丝线有时斜向前,有时斜向后,有时竖直向下.经过仔细观察小明发现:只有汽车在加速和减速时丝线斜得明显,在匀速行驶时,丝线是竖直向下的,问:汽车加速时,吊饰物丝线斜向后(填前或后),这是由于吊饰物具有惯性造成的.

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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

7.小华同学骑自行车沿河堤向下游行进,感觉无风,但堤上柳树的枝叶却在随风飘拂,此时的风向是(  )
A.向下游B.向上游C.向对岸吹去D.从对岸吹来

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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

4.如图马踏飞燕是集智慧、想象于一体的艺术珍品,矫健的俊马昂首嘶鸣,三足腾空、飞驰向前,一足踏在一只正疾驰的飞燕背上,表现了骏马凌空飞腾、奔跑疾速的雄姿,体现出汉代奋发向上、豪迈进取的精神.飞奔的骏马用一只蹄能稳稳地踏在飞燕上,是因为(  )
A.马跑的太快了
B.马的脚太大
C.马受到的重力与燕对它的支持力是一对平衡力
D.飞燕飞的太快了

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

4.观察和实验是进行科学探究的基本方法.
小宇同学平时注意观察,发现爸爸晚上开车时,打开汽车头灯时,空中会出现一道直的光柱.于是,他得出光在空气中沿直线传播的结论,并进行了其他相关实验:
【猜想】光在水中也是沿直线传播的.
【设计并进行实验】用自己的一个玩具激光笔对着玻璃杯中的纯净水射去.
【收集证据】在水中没有看到一条直线光柱.
【提出新的问题】光在液体中为什么不是沿直线传播呢?
【思考和猜想】能在空气中看到直线光柱,可能是空气中存在悬浮的尘埃将光反射到我们眼中所致,实际上光在水中还是沿直线传播的.
【改进实验】在水中添加几滴牛奶(或墨水、其他饮料)或撒些粉笔灰,作辅助器材,再用激光笔对着玻璃杯中的水射去,能(填“能”或“不能”)看到光在水中的直线传播路径.
【拓展延伸】小琪同学回忆有一次夏天下午坐爸爸的车时,发现前方地面在“晃”动;咨询老师时才知道是因为空气受热不均匀造成光在不均匀空气中不是沿直线传播.为了验证这种分析是否正确,回到家后,小雨利用一支激光笔、一个装有酒精的浅盘及火柴,进行了如下的探究.
(1)如图所示,将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射,用喷壶向激光笔的前方喷水,看到激光笔发出的一束红光射向墙面,墙面上有一个红色光点保持不动.
(2)如果要让这束红光穿过不均匀的空气,接下来小雨的做法应该是:将装有酒精的盘子放在激光笔前方的下侧,用火柴点燃酒精.
(3)如果小雨的分析是正确的,他观察到的现象应该是:墙上红色的光点在晃动.
【进一步推理】无论是固体、液体还是气体,光在同种均匀介质中都是沿直线传播的.

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