分析 (1)物体A完全在水面下时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力;
(2)物体A完全在水面下时被匀速提升,受到绳子的拉力和物体的重力、浮力构成平衡力,据此求出物体A完全在水面下时受到绳子的拉力;
(3)当物体A完全在水面上下被匀速提升的过程中,以动滑轮为研究对象,物体A的拉力和绳子对它的拉力、动滑轮的重力构成平衡力,据此求出动滑轮的重力;由图可知绳子的有效股数n=2,根据F=$\frac{1}{n}$(G+G动)求出物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中工人对绳子向下的拉力;
(4)根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$求出滑轮组的机械效率.
(5)根据G=mg可以得到人受到的重力;根据相互作用力知识可得绳子对人的拉力;对人进行受力分析,由力的平衡条件可以得到人受到的支持力;人对地面的压力和地面对人的支持力是一对相互作用力,大小相等,可以得到人对地面的压力.
解答 解:(1)物体A完全在水面下,排开水的体积和自身的体积相等,
根据阿基米德原理可得,物体A受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8.0×10-2m3=800N;
(2)物体A完全在水面下被匀速提升时,物体A受到绳子向上的拉力、向上的浮力和向下的重力,
由力的平衡条件可得:F拉+F浮=GA,
则绳子的拉力:F拉=GA-F浮=1000N-800N=200N;
(3)当物体A完全在水面上下被匀速提升的过程中,滑轮与轴的摩擦、水的阻力以及绳重不计,
以动滑轮为研究对象,动滑轮受2段绳子向上的拉力、物体A对它向下的拉力和向下重力,
由力的平衡条件可得:2F人=F拉+G动,
则动滑轮的重力:G动=2F人-F拉=2×220N-200N=240N,
物体A完全打捞出水面后被匀速提升的过程中,不计滑轮与轴的摩擦和绳重,
则工人对绳子向下的拉力:
F=$\frac{1}{n}$(GA+G动)=$\frac{1}{2}$(GA+G动)=$\frac{1}{2}$(1000N+240N)=620N;
(4)此时滑轮组的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{G}_{A}h}{Fs}$=$\frac{{G}_{A}}{nF}$=$\frac{1000N}{2×620N}$×100%≈80.6%.
(5)工人所受的重力:G人=m人g=80kg×10N/kg=800N,
根据(3)可知,物体A被打捞出水面后,工人对绳子向下的拉力F=620N,
力的作用是相互的,则绳子对工人向上的拉力F′=F=620N,
此时人受向上的拉力、向上的支持力和向下的重力,
由力的平衡条件可得:F′+F支=G人,
则地面对人的支持力:F支=G人-F′=800N-620N=180N,
人对地面的压力和地面对人的支持力是一对相互作用力,
所以工人对地面的压力:F压=F支=180N.
答:(1)物体A完全在水面下时受到的浮力为800N;
(2)物体A完全在水面下时受到绳子的拉力为200N;
(3)工人对绳子竖直向下的拉力F为620N;
(4)滑轮组的机械效率η为80.6%.
(5)工人质量80kg,物体A被打捞出水面后,工人对地面的压力为180N.
点评 本题涉及到的知识点较多,如阿基米德原理的应用、绳子的拉力、滑轮组的特点、力的平衡条件、机械效率的计算等,综合性较强,有一定的难度;分析好物体受到的力是解题的关键.
科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 若RA<RB,烧瓶装入等质量的煤油,可以探究焦耳定律中电热与电阻大小的关系 | |
B. | 若RA=RB,烧瓶中装入等质量的水和食用油,可以比较他们的吸热能力 | |
C. | 若RA>RB,烧瓶装入等质量的煤油且并联RA、RB,可以探究焦耳定律中电热与电流的大小关系 | |
D. | 若RA=RB,烧瓶中装入等质量的水和食用油,可以粗略测量食用油的比热容 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 给气不足的篮球充气,气体的质量增加,密度不变 | |
B. | 1kg/m3=1.0×103g/cm3 | |
C. | 由公式ρ=$\frac{m}{V}$知,物质的密度跟质量成正比,跟体积成反比 | |
D. | 不同物质的密度一般是不同的,因此可以用密度来鉴别物质 |
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科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 有质子从B向A移动 | B. | 有电子从A向B移动 | ||
C. | 电流方向从B到A | D. | 电流方向从A到B |
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科目:初中物理 来源: 题型:计算题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 电源电压为6V | |
B. | 闭合S、S1、S2,移动滑片P,电流表的最小示数为0.5A | |
C. | 闭合S,断开S1、S2,移动滑片P,滑动变阻器的最大功率为0.75W | |
D. | 闭合S,断开S1、S2,滑动变阻器消耗的电功率为0.72W时,电流表的示数一定为0.2A |
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