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    如图1所示是某科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图．A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机．卷扬机转动拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体．在一次模拟打捞水中物体的作业中，在物体浸没水中匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了2dm3；在物体全部露出水面匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了3dm3，卷扬机所做的功随时间变化的图象如图2所示．物体浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为T1、T2，且T1与T2之比为5：7．钢丝绳的重、滑轮与轴的摩擦及水对物体的阻力均忽略不计．（g取10N/kg）求：
    （1）物体的重力G；
    （2）物体浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组AB的机械效率η；
    （3）物体全部露出水面后匀速上升的速度v物．

    【答案】分析：（1）在物体全部露出水面匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了3dm3，根据F浮=ρgV排求出船增大的浮力，即为物体的重力；
    （2）在物体浸没水中匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了2dm3；根据F浮=ρgV排求出船增大的浮力，即为动滑轮对物体的拉力；根据F=（G+G动）分别求出卷扬机对绳子的拉力大小，根据η=求出机械效率；
    （3）根据图象求出卷扬机做功的功率，又知道卷扬机对绳子的拉力，求出卷扬机拉绳子的速度，进而求出物体上升的速度．
    解答：解：（1）在物体全部露出水面匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了3dm3，船增大的浮力F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N，即物体的重力为G=30N；
    （2）在物体浸没水中匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了2dm3；船增大的浮力F浮′=ρgV排′=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N，即动滑轮处绳子对物体的拉力为F1=20N；
    物体浸没在水中匀速上升的过程中，T1=（F1+G动），
    物体全部露出水面匀速上升的过程中，T2=（G+G动），且T1：T2=5：7，
    解得：G动=5N，
    滑轮组AB的机械效率：
    η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=80%；
    （3）由图象可知，卷扬机做功的功率：P===3.5W，
    ∵P=Fv
    ∴卷扬机拉绳子的速度：v绳===0.3m/s，
    物体全部露出水面后匀速上升的速度：v物=v绳=×0.3m/s=0.1m/s．
    答：（1）物体的重力为30N；
    （2）滑轮组AB的机械效率为80%；
    （3）物体全部露出水面后匀速上升的速度为0.1m/s．
    点评：此题是简单机械、浮力、功率、机械效率综合计算题，难度较大，能够分析出船在水中的浮力变化是解决此题的关键．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：阅读理解

    如图甲所示是某科技小组设计并制作的一只喷气船．将船浮在室内游泳池的水面上，打开漏斗的活塞，流下的盐酸溶液与碳酸钠反应产生大量二氧化碳气体，塑料罐内气压迅速增大，气体从左边罐底小孔喷出，船向前进．
    请根据此实验思考：
    （1）气体向后喷出时，船就能向前进，说明物体间力的作用是
    相互的
    相互的
    ．
    （2）喷气船在气流喷出后从静止开始前进，这一现象说明力能
    改变物体的运动状态
    改变物体的运动状态
    ．
    （3）小船整体在竖直方向受到的一对平衡力是
    重力和浮力
    重力和浮力
    ．
    （4）喷气船在前进中受到水的浮力如何变化？
    逐渐减小
    逐渐减小
    ．
    原因是
    盐酸溶液与碳酸钠反应产生大量二氧化碳气体，在向后喷时，船自身重力减小
    盐酸溶液与碳酸钠反应产生大量二氧化碳气体，在向后喷时，船自身重力减小
    ；水对船底的压强如何变化？
    变小
    变小
    ．
    （5）如图乙中AB是弧形滑动变阻器，OP金属杆与AB的触点为P，顶端为一受风板，A、O、B为接线柱．科技小组想利用它以及电流表（或电压表）、电源、开关、定值电阻等器材设计一个船速测定仪，固定在金属盒船体上．要求闭合开关后，当船速越大时，电表的示数也变大．在虚框内画出设计的电路，并且说明工作原理．工作原理说明如下：
    当风力增大时，受风板向左移动，弧形滑动变阻器连人电路电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，电流增大，电流表示数变大
    当风力增大时，受风板向左移动，弧形滑动变阻器连人电路电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，电流增大，电流表示数变大
    ．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2011?丹阳市模拟）如图甲所示是某科技小组设计并制作的一只喷气船．将船浮在室内游泳池的水面上，打开漏斗的活塞，流下的液体与碳酸钠反应产生大量二氧化碳气体，塑料罐内气压迅速增大，气体从罐底小孔喷出，使船前进．请回答下列问题：

    （1）静止在水面的喷气船，在气流喷出后能前进，这一现象说明力能
    改变物体的运动状态
    改变物体的运动状态
    ．
    （2）喷气船在前进中受到水的浮力与船静止时相比如何变化？
    变小
    变小
    ．
    （3）科技小组又设计了一个船速测定仪（如图乙所示），固定在金属盒上．AB是弧形电阻，P点是弧形电阻与金属杆OC的接触点．闭合开关，当船速越大时，OC杆越靠近A点．请问船速加大时，电流表的示数如何变化？
    变大
    变大
    ．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2005?温州）如图甲所示是某科技小组设计并制作的一只喷气船．将船浮在室内游泳池的水面上，打开漏斗的活塞，流下的液体与碳酸钠反应产生大量二氧化碳气体，塑料罐内气压迅速增大，气体从罐底小孔喷出，使船前进．请回答下列问题；

    （1）漏斗中的液体可以是（写出一种）
    稀硫酸
    稀硫酸
    ．
    （2）静止在水面的喷气船，在气流喷出后能前进，这一现象说明力能
    改变物体的运动状态
    改变物体的运动状态
    ．
    （3）喷气船在前进中受到水的浮力如何变化？
    变小
    变小
    ．
    （4）科技小组又设计了一个船速测定仪（如国乙所示），固定在金属盒上．AB是弧形电阻P点是弧形电阻与金属杆OC的接触点．闭合开关，当船速越大时，OC杆越靠近A点．请问船速加大时，电流表的示数如何变化？
    变大
    变大
    ．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    运用知识解决问题：
    （1）在图1中根据小磁针的指示方向标明螺线管的极性、磁感线方向、电流方向、电源的正负极

    （2）（多选）如图2，属于电磁感应现象实验图及其应用图的是：
    A、D
    A、D
    ．

    （3）如图3所示为某科技小组制作的恒温箱的电路示意图，电热丝是用来加热的元件．

    答：通电后当恒温箱内的温度未达到导电温度计金属丝所指示的温度时，电热丝被连接在电路中使恒温箱内温度升高．当导电温度计中的水银柱上升到金属丝指示的温度时，继电器衔铁被
    吸下
    吸下
    ，电热丝
    停止
    停止
    加热（开始、停止），温度
    降低
    降低
    后，线圈电路
    断开
    断开
    ，电磁铁
    失去
    失去
    磁性，衔铁被释放，电热丝再次被接入电路，从而保持恒温向内温度恒定．
    （4）一电阻是150Ω的电阻丝，通电1min产生的热量是3.6×104J，则通过电阻丝的电流是多大？

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    科目：初中物理 来源：2011-2012学年山东省青岛市胶南市黄山经济区中学八年级（下）期末物理试卷（解析版） 题型：解答题

    运用知识解决问题：
    （1）在图1中根据小磁针的指示方向标明螺线管的极性、磁感线方向、电流方向、电源的正负极

    （2）（多选）如图2，属于电磁感应现象实验图及其应用图的是：______．

    （3）如图3所示为某科技小组制作的恒温箱的电路示意图，电热丝是用来加热的元件．

    答：通电后当恒温箱内的温度未达到导电温度计金属丝所指示的温度时，电热丝被连接在电路中使恒温箱内温度升高．当导电温度计中的水银柱上升到金属丝指示的温度时，继电器衔铁被______，电热丝______加热（开始、停止），温度______后，线圈电路______，电磁铁______磁性，衔铁被释放，电热丝再次被接入电路，从而保持恒温向内温度恒定．
    （4）一电阻是150Ω的电阻丝，通电1min产生的热量是3.6×104J，则通过电阻丝的电流是多大？

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