分析 (1)(2)利用圆柱体的横截面积和高度可以求出其体积,据图示装置是一个n=2的滑轮组,由于不计摩擦及滑轮重,所以这是理想情况,根据滑轮组的省力公式,可以确定绳子自由端的拉力等于物体对动力拉力的一半.物体对动滑轮的拉力等于物体的重力减去其受到的浮力.由此入手即可解决此题.
(3)绳子被拉断时,即绳子自由端的拉力等于350N时,由此入手,利用滑轮组的省力公式结合物体的重力,可以求出此时物体受到的浮力.进而求出物体浸入水中的深度,通过物体底面移动的距离和运动的速度,即可求出运动的时间.
解答 解:(1)圆柱体的底面积S=200cm2=2×10-2m2,高度h=2m,所以圆柱体的体积:V=Sh=2×10-2m2×2m=4×10-2m3.物体浸没在水中时,V排=V=4×10-2m3,此时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m3=400N;
(2)由于是n=2的滑轮组吊着圆柱体,所以绳子自由端的力F=0.5T,其中T为圆柱体对动滑轮的拉力.
由图可知,T=G-F浮=1000N-400N=600N,所以绳子自由端的拉力F=0.5T=0.5×600N=300N.绳子自由端的速度为物体上升速度的二倍为0.4m/s,所以绳子自由端的拉力的功率是P=Fv=300N×0.4m/s=120W;
(3)当绳子被拉断时,绳子受到的拉力F′=350N,动滑轮对圆柱体的拉力T′=2F′=700N,
此时的浮力为:F浮′=G-T′=1000N-700N=300N,V排′=F浮′/ρ水g=300N/1×103kg/m3×10N/kg=0.03m3,
物体浸入水中的长度h′为:h′=V排′/S=0.03m3/0.02m2=1.5m,物体上升的高度为:L=H-h′=15m-1.5m=13.5m,圆柱体运动的时间:t=L/v=13.5m/0.2m/s=67.5s.
答:(1)物体浸没水中时受到的浮力是400N;(2)在物体未露出水面的过程中,绳子自由端的拉力的功率是120W;(3)物体匀速提起时,经67.5s绳子被拉断.
点评 解决此题首先要明确此时滑轮组中涉及的力有三个:圆柱体的重力、拉力和水对圆柱体的浮力,要把握三者之间的关系.
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:计算题
停靠站 | 到达时刻 | 开车时刻 | 里程(km) |
晋江 | … | 8:00 | 0 |
厦门 | 9:30 | 9:40 | 100 |
漳州 | 10:30 | 10:40 | 160 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 要想在光屏上的像大一点,光屏要靠近凸透镜 | |
B. | 蜡烛在16cm时,成倒立等大的实像 | |
C. | 此成像规律的应用是照相机 | |
D. | 凸透镜的焦距一定在10cm到16cm之间 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 5N,2N | B. | 3N,0N | C. | 0N,2N | D. | 5N,8N |
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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:计算题
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科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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