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    如图甲所示，渗水井的排水管的管口，恰好被一块底面积S为0.2m2，厚度d为0.2m的圆柱形石块A盖严，渗水井中有深度h为0.5m的水不能排放，小明站在地面上准备通过滑轮组将石块取出．当石块刚刚被水平提起，且水未排出时，小明对绳子的拉力为F1，地面对小明的支持力为N1；水被全部排出，当石块匀速上升时，小明对绳子的拉力为F2，地面对小明的支持力为N2，滑轮组的机械效率η为80%，小明拉绳的功率为P，石块上升的路程随时间变化的图象如图乙所示．已知：小明所受重力G为800N，N1：N2=1：3，g取10N/kg，不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦．求：
    （1）水未排出时，水对石块顶部的压力F；
    （2）石块A的密度ρA；
    （3）小明拉绳的功率P．
    【答案】分析：（1）知道渗井水的深度h石块A的厚度d，从而可以计算出石块顶部的深度，可利用公式P=ρgh计算出水对石块顶部的压强，又知道石块A的受力面积，可利用公式F=PS计算出水对石块顶部的压力F．
    （2）从图可知，有三段绳子吊着物体，首先对物体进行受力分析：
    水未排出，石块刚被提起：以石块A和动滑轮的整体为研究对象，受力分析如图6甲所示；以人为研究对象，受力分析如图7甲所示．
    水全部排出，石块被匀速提升：以石块A和动滑轮整体为研究对象，受力分析如图6乙所示；以人为研究对象，受力分析如图7乙所示．
    根据二力平衡的条件可知，竖直向上的力和竖直向下的力相等，从而可以根据图6后和图7列出四个等式，又知道水被全部排出，当石块匀速上升时，滑轮组的机械效率，可利用公式η===计算出物体的重力，从而可利用公式ρ===计算出物体的密度．
    （3）由题目中的乙图石块上升的路程随时间变化的图象，可以计算出石块上升的速度，再借助图6乙所示，可以计算出拉力为F2的大小，再利用公式P=FV计算出小明拉绳的功率．
    解答：解：
    （1）∵d=0.2m，h=0.5m，
    ∴水对石块顶部的压强为：P=ρ水g（h-d）=1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.5m-0.2m）=3000Pa，
    而S=0.2m2，
    ∴水对石块顶部的压力F为：F=pS=3000Pa×0.2m2=600N．
    （2）从图可知，有三段绳子吊着物体，
    水未排出，石块刚被提起：以石块A和动滑轮的整体为研究对象，受力分析如图6甲所示；以人为研究对象，受力分析如图7甲所示．
    水全部排出，石块被匀速提升：以石块A和动滑轮整体为研究对象，受力分析如图6乙所示；以人为研究对象，受力分析如图7乙所示

    由图6甲、乙得：
    3F1=GA+G动+F，3F2=GA+G动；
    由图7甲、乙得：
    N1+F'1=G，N2+F'2=G；
    而绳子拉人的力等于人拉绳子的力，即F1′=F1，F2′=F2，
    已知G=800N，F=600N，N1：N2=1：3，
    解得：GA+G动=1500N；
    又∵，
    解得：GA=1200N，
    则石块A的密度为：．
    （3）由题中s-t图象可知：s=0.1m，t=5s，
    ∴石块上升的速度为：v===0.02m/s，
    v绳=3v=3×0.02m/s=0.06m/s，
    而，
    ∴小明拉绳的功率P为：P=F2v绳=500N×0.06m/s=30W．
    答：
    （1）水未排出时，水对石块顶部的压力F为600N．
    （2）石块A的密度ρA为3×103kg/m3．
    （3）小明拉绳的功率P为30W．
    点评：本题综合了受力分析、力的合成及密度、压强\速度的计算，计算量较大，知识点多、综合性强，属于难题，对学生要求较高．本题的关键是对物体进行受力分析．
    练习册系列答案
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    （1）水未排出时，水对石块顶部的压力F；
    （2）石块A的密度ρA；
    （3）小明拉绳的功率P．

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    科目：初中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2011?常州模拟）四川境内地层深处有食盐水．为了把地下食盐水取出来，古人发明了竹筒井．竹筒井被誉为中国古代第五大发明，如图甲所示．竹筒井的钻探原理是通过如下图乙所示的装置，使钻头一起一落上下运动，连续不断，即可将井中岩石击碎，然后再用专用工具将井中泥沙、碎石取出，直至打到食盐水层．竹筒井一般深约100m，井口直径10～12cm，为了防止井壁坍塌，古人用一种粗如碗口大小的竹子，将竹节淘空，筒筒相连，插入井中，起到了固定井壁的作用．取食盐水时，将钻头换成取水桶，放入井底，将食盐水装满，再扳起花车，食盐水便取出来．请回答下列问题：
    （1）打井时，为了增强击碎岩石的效果，钻头的质量取大一些还是小一些好？
    答：
    取大一些好
    取大一些好
    ．
    理由：
    因为质量越大，下落同一高度时获得的动能越大，击石效果越好
    因为质量越大，下落同一高度时获得的动能越大，击石效果越好
    ．
    （2）“花车”属于我们学过的一种简单机械，使用它提升重物时的优点是
    省力
    省力
    ．
    （3）把食盐水变成盐主要经过“晒”和“煎”两个过程．“晒”是通过太阳的晒提高食盐水的浓度，“煎”是将晒过的食盐水放入锅中，经加热获取食盐．则下列说法正确的是
    D
    D

    A．“晒”涉及到的物态变化是汽化，而“煎”涉及到的物态变化是凝固
    B．“晒”涉及到的物态变化是汽化，而“煎”涉及到的物态变化是凝华
    C．“晒”涉及到的物态变化是升华，而“煎”涉及到的物态变化是凝固
    D．“晒”和“煎”涉及到的物态变化都是汽化
    （4）若工人把总质量为10kg盛满食盐水的桶从100m深的井底匀速提升到地面，所用时间为200s，在此提升过程中的效率为50%，求该工人做功的功率．

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    科目：初中物理 来源：2011年常州市二十四中中考模拟试卷物理试题 题型：填空题

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    （1）打井时，为了增强击碎岩石的效果，钻头的质量取大一些还是小一些好？
    答：                            
    理由：                     
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    A．“晒”涉及到的物态变化是汽化，而“煎”涉及到的物态变化是凝固
    B．“晒”涉及到的物态变化是汽化，而“煎”涉及到的物态变化是凝华
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    D．“晒”和“煎”涉及到的物态变化都是汽化
    （4）若工人把总质量为10kg盛满食盐水的桶从100m深的井底匀速提升到地面，所用时间为200s，在此提升过程中的效率为50％，求该工人做功的功率。

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    如图甲所示，渗水井的排水管的管口，恰好被一块底面积S为0.2m2，厚度d为0.2m的圆柱形石块A盖严，渗水井中有深度h为0.5m的水不能排放，小明站在地面上准备通过滑轮组将石块取出．当石块刚刚被水平提起，且水未排出时，小明对绳子的拉力为F1，地面对小明的支持力为N1；水被全部排出，当石块匀速上升时，小明对绳子的拉力为F2，地面对小明的支持力为N2，滑轮组的机械效率η为80%，小明拉绳的功率为P，石块上升的路程随时间变化的图象如图乙所示．已知：小明所受重力G为800N，N1：N2=1：3，g取10N/kg，不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦．求：


    （1）水未排出时，水对石块顶部的压力F；
    （2）石块A的密度ρA；
    （3）小明拉绳的功率P．

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