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- 2021-11-01 发布
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2019-2020学年河南省安阳市安阳县八年级(下)期末物理试卷
一、填空题(每空1分,共26分)
1.“足球进校园”推进了校园足球的发展。运动员将静止的足球踢飞,说明力可以 ;足球落地后会继续向前滚动,是因为足球具有 。当足球静止在水平地面上时,受到的重力和地面的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
2.洛洛采用如图所示的方法探究影响滑动摩擦力大小的因素,她加速拉动木板,弹簧测力计示数稳定时,木块所受摩擦力 测力计的示数(选填“大于”、“小于”或“等于”),此时木块所受摩擦力的方向是 (选填“水平向左”或“水平向右”)。
3.少林功夫驰名中外,一武术爱好者在如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由于 发生形变而产生的;若他对地面的压强为p,则其中一只脚对地面的压强为 。
4.某实心正立方体金属块的质量是m,边长是a,则金属块的密度ρ= (用m、a表示)。取6个这样的金属块,分别以如图的甲、乙两种方式放置在水平地面上,则甲、乙两种方式放置的金属块对水平地面的压力之比F甲:F乙= ,压强之比p甲:p乙= 。
5.图甲是一把阴阳壶,壶把上开有两孔,可同时盛装两种液体,图乙为该壶的结构示意图,使用时若捂住甲孔,则倒出的是 液体,这是由于 的作用。
6.(4分)一个苹果的质量为140g,体积为1.8×10﹣4m3,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为 N,松手后苹果将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),当苹果保持静止后受到的浮力为 N.将露出水面部分削去,水面以下部分苹果会 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)(g取10N/kg)。
7.将物体A放在水平面上,在水平拉力F1作用下,以v1=4m/s的速度向右匀速运动,在同一水平面上,物体A受到水平拉力F2作用时,以v2=6m/s的速度向右匀速运动,两次移动的距离相同,则两次拉力做功W1 W2(填“>”、“<”或“=”),两次拉力的功率P1 P2(填“>”、“<”或“=”)。
8.笔记本电脑在人们日常生活中起着重要的作用,如图所示是一个笔记本电脑的侧面图,用始终与电脑屏幕垂直的力F掀开屏幕到竖直位置的过程中,力F (选填“变大”“不变”“变小”),理由是 若笔记本电脑屏幕质量为500g,由图可知此时拉力
F= N.(不计屏幕与转轴的阻力)
9.在如图所示的斜面上,一工人用200N的拉力,将一重为250N的物体,从底端匀速拉到顶端,用时6s,则此过程中物体受到的拉力 斜面对物体的摩擦力(选填“大于”、“等于”、“小于”),拉力做功的功率为 W。
10.南水北调中线工程从我省南阳丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京,两地海拔高度差约100m,经过工程师的精心设计,实现了渠水全程自流,渠水流动的动能是由水的 转化而来的。渠水在贯穿黄河时,工程师设计了如图所示的穿黄隧洞,整个穿黄隧洞相当于一个 。
11.端午节有吃粽子的习俗,煮熟的粽子粽香四溢是 现象,说明分子在做 。
二、选择题(每题2分,共24分,12-21题为单选题,22、23题为双选题)
12.关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态
D.如果物体不受到力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
13.下列说法错误的是( )
A.疫情期间的负压救护车,车内气压小于车外气压
B.用吸管吸瓶中的饮料,是利用了大气压强
C.飞机飞行时获得升力,是利用流速大的地方压强小
D.鱼鳔的大小变化是改变自身重力使鱼在水中沉浮
14.如图所示,两个相同的柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,将两个相同的U形管压强计的金属盒分别放入液体中,U形管内液面的高度差△H0相同,两液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙,则下列判断中正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙 B.ρ甲<ρ乙,p甲=p乙
C.ρ甲<ρ乙,p甲<p乙 D.ρ甲<ρ乙,p甲>p乙
15.两个均匀物体A、B质量分别为mA、mB,密度分别为ρA、ρB,底面积分别为SA、SB
,高度分别为hA、hB,将A、B叠放在水平桌面上,如图所示,A对B的压强为P1,B对桌面的压强为P2,则下列关系正确的是( )
A.p1= B.p1=
C.p2= D.P2=
16.把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1(如图甲);用细针将该木块全部压入水中,溢出水的总体积为V2(如图乙),忽略细针的体积。则( )
A.木块的质量为ρ水V2
B.缓慢下压木块的过程中,溢水杯底部受到水的压强变大
C.木块全部压入水中静止时,细针对木块的压力大小为ρ水gV2
D.木块的密度为ρ水
17.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
18.如图所示,下列简单机械中,所提物体重力相同,忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦,最省力的是( )
A. B.
C. D.
19.如图所示,小红分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运送同一圆柱形货物(货物中间带转轴),在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,她对货物做功最多的是( )
A. B.
C. D.
20.如图所示,滑轮组将重50N的物体A以0.2m/s的速度沿水平地面匀速向前拉动了lm,拉力F大小为10N,滑轮组的机械效率为80%,下列说法中正确的是( )
A.拉力F做功的功率为2W
B.2s内绳子自由端移动的距离为0.4m
C.滑轮组做的有用功为50J
D.物体A受到水平地面的摩擦力为16N
21.如图,弧形轨道ab段光滑,bc段粗糙,小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是( )
A.从a到b的过程中,小球动能转化为重力势能
B.经过b点时,小球动能最大
C.从b到c的过程中,小球动能增大
D.从a到c的过程中,小球机械能守恒
22.如图所示,在平直路面上向右匀速行驶的小车中,有一轻质弹簧的一端固定在车厢右壁,另一端连接置于小车底板上的木块,弹簧此时处于原长状态并保持水平。下列判断正确的是( )
A.若木块突然压缩弹簧,则小车一定在做减速运动
B.若木块受到向右的摩擦力,则小车一定在做加速运动
C.若木块受到三个力的作用,则小车一定在做减速运动
D.若弹簧未发生形变,则小车一定在做匀速运动
23.建筑工地上,一辆载重汽车以额定功率沿水平公路做匀速直线运动,以36km/h的速度行驶10min,已知该汽车运动过程中受到的阻力随速度变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.汽车匀速行驶时的牵引力是2×104N
B.汽车的额定功率是8×104W
C.汽车匀速行驶10min克服阻力做的功是6×107J
D.汽车行驶的路程为6km
三、作图题(每题2分,共4分)
24.请你在如图所示中画出正在水中下沉的石块所受力的示意图。
25.手机自拍已成一种时尚。如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图,将自拍杆看作一个轻质杠杆,O点是支点。请在图中画出:
(1)施加在A点最小的动力F1
(2)力F2的力臂L2
四、实验探究题(每空2分,共30分)
26.(8分)下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆的平衡条件”的实验(每个钩码重0.5N)。
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,如图甲所示,此时杠杆是否平衡: (选填“是”或“否”)。若使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母 (选填“向左”或“向右”)端调节。
(2)如图乙所示,在杠杆A点处挂2个钩码,则在B点处应挂 个同样的钩码,使杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)小王又进行了如图丙所示的探究,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆仍然处于水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为5N,不符合F1L1=F2L2,这是因为杠杆的 对实验有影响。
27.(12分)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N,石块排开的水所受的重力可由 (填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。
(4)善于探索的小组长还通过此测量数据计算出了小石块的密度大约为 g/cm3(保留两位小数)
(5)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是 。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(6)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确则 (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论
28.(10分)小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,选用质量不同两个钢球m和M(M的质量大于m),分别不从同的高度h和H(H>h)静止开始放下,观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,他利用的研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”);若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由甲、乙图可得实验结论:物体的动能大小与 有关。
(3)小明根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确? (选填“正确”或“错误”),理由是: 。
五、综合应用题(第29题9分,第30题7分,共16分)
29.(9分)如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200cm2,未装水时的质量为0.2kg。容器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1×103Pa,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略容器壁的厚度。求:
(1)水对容器底的压力、压强;
(2)容器中水的重力;
(3)水对容器竖直向上的压力。
30.(7分)滑轮组在建筑中应用广泛,如图所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组将质量为90kg的重物提高5m,所用的拉力是600N.求:(g=10N/kg)
(1)该重物受到的重力;
(2)工人通过滑轮组所做的有用功;
(3)工人做的总功;
(4)滑轮组的机械效率。
2019-2020学年河南省安阳市安阳县八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(每空1分,共26分)
1.“足球进校园”推进了校园足球的发展。运动员将静止的足球踢飞,说明力可以 改变物体运动状态 ;足球落地后会继续向前滚动,是因为足球具有 惯性 。当足球静止在水平地面上时,受到的重力和地面的支持力是一对 平衡力 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
【分析】力的作效果是可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态;
一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
二力平衡的条件是:作用在同一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
【解答】解:力可以改变物体的运动状态,所以运动员将静止的足球踢飞,运动状态发生变化;
一切物体都具有惯性,落地后的足球由于惯性,要保持原来的运动状态,所以会在地面上滚动;
当足球静止在水平地面上时,它受到的重力和地面的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力。
故答案为:改变物体运动状态;惯性;平衡力。
2.洛洛采用如图所示的方法探究影响滑动摩擦力大小的因素,她加速拉动木板,弹簧测力计示数稳定时,木块所受摩擦力 等于 测力计的示数(选填“大于”、“小于”或“等于”),此时木块所受摩擦力的方向是 水平向右 (选填“水平向左”或“水平向右”)。
【分析】木块相对于地面处于静止状态,受到的测力计的拉力与木板施加的摩擦力为一对平衡力,根据二力平衡的条件分析。
【解答】解:
木块相对于地面处于静止状态,受到的测力计的拉力与木板施加的摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,她加速拉动木板,弹簧测力计示数稳定时,木块所受摩擦力等于测力计的示数,测力计拉力方向水平向左,故此时木块所受摩擦力的方向是水平向右。
故答案为:等于; 水平向右。
3.少林功夫驰名中外,一武术爱好者在如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由于 鞋(脚) 发生形变而产生的;若他对地面的压强为p,则其中一只脚对地面的压强为 p 。
【分析】物体受到的弹力是由施力物体发生形变产生的;
根据p=分析一只脚对地面的压力和面积即可判断压强的变化。
【解答】解:他对水平地面的压力,施力物体是脚(鞋),则他对地面的压力是由于脚(鞋)发生形变而产生的。
人双脚对地面的压力F=G,受力面积为S,压强为p,且p=;
结合图中的姿势可知,一只脚对地面的压力F1=G=F,受力面积S1=S,
则一只脚对地面的压强:p1====p。
故答案为:鞋(脚);p。
4.某实心正立方体金属块的质量是m,边长是a,则金属块的密度ρ= (用m、a表示)。取6个这样的金属块,分别以如图的甲、乙两种方式放置在水平地面上,则甲、乙两种方式放置的金属块对水平地面的压力之比F甲:F乙= 1:1 ,压强之比p甲:p乙= 2:3 。
【分析】(1)知道实心正立方体金属块的边长,可求金属块的体积,又知道金属块的质量,利用公式ρ=求金属块的密度;
(2)由于甲、乙两种方式都是放置在水平地面上,对地面的压力等于总重力,可得对地面的压力之比;
求出受力面积关系,利用p=求对地面的压强关系。
【解答】解:
(1)金属块的体积:
V=a3,
金属块的密度:
ρ==;
(2)由题知6个金属块放在水平地面上,对地面的压力:F甲=F乙=G总=6G=6mg,所以F甲:F乙=1:1;
由图知,地面的受力面积S甲=3a2,S乙=2a2,所以S甲:S乙=3a2:2a2=3:2,
∵p=,F甲:F乙=1:1;S甲:S乙=3:2,
∴p甲:p乙=2:3。
故答案为:;1:1;2:3。
5.图甲是一把阴阳壶,壶把上开有两孔,可同时盛装两种液体,图乙为该壶的结构示意图,使用时若捂住甲孔,则倒出的是 乙 液体,这是由于 大气压 的作用。
【分析】一定质量的气体,压强随体积的增大而减小,壶中水倒掉一部分后,空间增大,气体压强减小,当茶壶内外的压强差大到一定程度的时候,壶中的水将倒不出来,因而在壶盖上打一小孔,与空气相通。
【解答】
解:一定质量的气体,压强随体积的增大而减小,若壶盖上没有小孔,壶中水倒掉一部分后,空间增大,气体压强减小,当茶壶内外的压强差大到一定程度的时候,壶中的水将倒不出来,因而在壶盖上打一小孔,与空气相通,使壶内外的气体压强始终相同,水在重力作用下就可流出来。因此若捂住甲孔,则倒出的是乙液体。
故答案为:乙;大气压。
6.(4分)一个苹果的质量为140g,体积为1.8×10﹣4m3,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为 1.8 N,松手后苹果将 上浮 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),当苹果保持静止后受到的浮力为 1.4 N.将露出水面部分削去,水面以下部分苹果会 上浮 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)(g取10N/kg)。
【分析】已知物体完全浸没,根据公式F浮=ρgV排可求苹果所受的浮力;再利用公式G=mg求出苹果的重力,比较重力与浮力的关系可知松手后苹果的运动状态;
物体漂浮时,浮力等于重力;
将苹果露出水面部分削去后,根据F浮=ρ水gV排可得浮力的变化,并与削去后苹果的重力比较得出结论。
【解答】解:苹果所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.8×10﹣4m3=1.8N;
苹果的重力:G=mg=0.14kg×10N/kg=1.4N;
因为F浮>G,所以苹果松手后将上浮,最终苹果漂浮在水面上,此时浮力等于重力,即浮力为1.4N;
将苹果露出水面部分削去后,由F浮=ρ水gV排可得,苹果受到的浮力不变,但此时苹果的重力减小,即浮力大于重力,因此水下的苹果将上浮。
故答案为:1.8;上浮;1.4;上浮。
7.将物体A放在水平面上,在水平拉力F1作用下,以v1=4m/s的速度向右匀速运动,在同一水平面上,物体A受到水平拉力F2作用时,以v2=6m/s的速度向右匀速运动,两次移动的距离相同,则两次拉力做功W1 = W2(填“>”、“<”或“=”),两次拉力的功率P1 < P2(填“>”、“<”或“=”)。
【分析】将物体A放在水平面上,在水平拉力作用下,以一定的速度向右匀速运动,在同一水平面上,压力与接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,根据二力平衡条件可知水平拉力都等于摩擦力,再根据W=Fs可求功的大小,由P=Fv可得功率的大小。
【解答】解:
将物体A放在水平面上,在水平拉力作用下,以一定的速度向右匀速运动;同一物体在同一水平面上,压力的大小与接触面的粗糙程度均不变,则摩擦力大小不变,根据二力平衡条件可知,水平拉力都等于摩擦力,即F1=F2=f;
两次拉力相等,两次移动的距离也相同,根据W=Fs可知,拉力做的功相等,即W1=W2;
两次拉力相等,v1=4m/s,v2=6m/s,由P=Fv可知,两次拉力的功率P1<P2。
故答案为:=;<。
8.笔记本电脑在人们日常生活中起着重要的作用,如图所示是一个笔记本电脑的侧面图,用始终与电脑屏幕垂直的力F掀开屏幕到竖直位置的过程中,力F 变小 (选填“变大”“不变”“变小”),理由是 逐渐打开的过程中,阻力臂逐渐减小,阻力与阻力臂的乘积减小,根据杠杆的平衡条件知,动力和动力臂的乘积也减小,因为动力臂不变,所以动力F逐渐减小 若笔记本电脑屏幕质量为500g,由图可知此时拉力
F= 1.25 N.(不计屏幕与转轴的阻力)
【分析】(1)在图中找出杠杆的五要素,找出杠杆在水平位置和现在位置的力臂变化,根据杠杆的平衡条件分析拉力F的变化;
(2)根据30°角对应的边的长度为斜边的一半判断出阻力臂,根据杠杆的平衡条件算出拉力F。
【解答】解:如图,
杠杆在水平位置平衡时,阻力臂为OB,动力臂为OA,在此位置时,阻力臂为OC,动力臂为OA,阻力始终为电脑屏幕的重力,所以在逐渐打开的过程中,阻力臂逐渐减小,阻力与阻力臂的乘积减小,根据杠杆的平衡条件知,动力和动力臂的乘积也减小,因为动力臂不变,所以动力F逐渐减小;
由图知动力臂始终为30cm=0.3m,根据数学知识知:30°
角对应的边的长度为斜边的一半,所以阻力臂OC为动力臂的,为0.3m×,
根据杠杆平衡条件可得:F•LOA=G•LOC,
由题意和图示可得LOA=4LOC,
则F==×G=mg=×0.5kg×10N/kg=1.25N。
故答案为:变小;逐渐打开的过程中,阻力臂逐渐减小,阻力与阻力臂的乘积减小,根据杠杆的平衡条件知,动力和动力臂的乘积也减小,因为动力臂不变,所以动力F逐渐减小;1.25。
9.在如图所示的斜面上,一工人用200N的拉力,将一重为250N的物体,从底端匀速拉到顶端,用时6s,则此过程中物体受到的拉力 大于 斜面对物体的摩擦力(选填“大于”、“等于”、“小于”),拉力做功的功率为 100 W。
【分析】(1)用力F沿斜面匀速向上拉动物体时,物体处于平衡状态,受到的力为平衡力,根据受力分析得出沿斜面的平衡力,然后根据二力平衡条件进行判断;
(2)知道推力的大小和移动的距离,根据W=Fs求出推力对木箱做的功,根据P=求出推力对木箱做功的功率。
【解答】解:用力F沿斜面匀速向上拉动物体时,物体受到沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力以及重力沿斜面向下的分力作用处于平衡状态,
由力的平衡条件可知,拉力F等于摩擦力加上重力沿斜面向下的分力,因物体所受到的拉力大于斜面对物体的摩擦力;
拉力对木箱做的功:
W=Fs=200N×3m=600J
拉力对木箱做功的功率:
P===100W;
故答案为:大于;100。
10.南水北调中线工程从我省南阳丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京,两地海拔高度差约100m,经过工程师的精心设计,实现了渠水全程自流,渠水流动的动能是由水的 重力势能 转化而来的。渠水在贯穿黄河时,工程师设计了如图所示的穿黄隧洞,整个穿黄隧洞相当于一个 连通器 。
【分析】动能和势能可以相互转化;根据连通器的概念分析;
【解答】解:
重力势能的大小与高度有关,渠水有一定的高度,具有重力势能,向下流动时,渠水的重力势能转化为动能;
渠水在贯穿黄河时,工程师设计了图所示的穿黄隧洞,隧洞两端开口,底部连通,相当于一个连通器。
故答案为:重力势能;连通器。
11.端午节有吃粽子的习俗,煮熟的粽子粽香四溢是 扩散 现象,说明分子在做 无规则运动 。
【分析】构成物质的分子总在不停地做无规则运动,从而产生扩散现象。
【解答】解:煮熟的粽子粽香四溢是扩散现象,说明分子总在不停地做无规则运动。
故答案为:扩散;无规则运动。
二、选择题(每题2分,共24分,12-21题为单选题,22、23题为双选题)
12.关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态
D.如果物体不受到力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
【分析】(1)解答此题的关键是把握一个“或”字,“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体如果不受外力作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,而原来处于运动状态的物体会保持原来的速度的大小和方向,做匀速直线运动一直到有外力改变这种状态。
(2)牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的。不能用实验直接验证,但经受了实践的检验,是大家公认的力学基本定律之一。
【解答】解:
A、牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的,不能用实验直接验证,但它不是凭空想象出来的,是经受了实践的检验的,故A错误;
B、物体不受力或受平衡力作用时做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持,故B错误;
C、一切物体在没有受到外力作用的时候时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,故C错误;
D、如果物体不受外力作用时,原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动,故D正确。
故选:D。
13.下列说法错误的是( )
A.疫情期间的负压救护车,车内气压小于车外气压
B.用吸管吸瓶中的饮料,是利用了大气压强
C.飞机飞行时获得升力,是利用流速大的地方压强小
D.鱼鳔的大小变化是改变自身重力使鱼在水中沉浮
【分析】(1)所谓负压,就是利用技术手段,使车内气压低于外界大气压,这样空气在自由流动时只能由车外流向车内;
(2)由于空气有重力且具有流动性,故大气也有压强,如吸饮料、拔火罐等都是利用气压的作用进行的;
(3)流体速度大的地方压强小,流速小的地方压强大;
(4)鱼鳔的大小变化使鱼在水中沉浮,利用的是阿基米德原理和物体的浮沉条件。
【解答】解:
A、由负压原理可知,负压救护车内的负压发生器是通过排风机向车外空间主动排风,使车内气压低于外界大气压,故A正确;
B、吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里,故B正确;
C、飞机飞行时获得升力,是因为飞机机翼的特殊形状,使下方空气流速小,压强大,获得升力,故C正确;
D、鱼鳔的大小变化使鱼在水中沉浮,是利用了阿基米德原理,改变排开水的体积,改变浮力实现浮沉,不是改变自身的重力,故D错误。
本题选错误的;
故选:D。
14.如图所示,两个相同的柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,将两个相同的U形管压强计的金属盒分别放入液体中,U形管内液面的高度差△H0相同,两液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙,则下列判断中正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙 B.ρ甲<ρ乙,p甲=p乙
C.ρ甲<ρ乙,p甲<p乙 D.ρ甲<ρ乙,p甲>p乙
【分析】(1)U形管压强计内液面的高度差表示的就是金属盒受到的液体压强的大小,这个高度差越大,表示液体的压强越大;
(2)液体的压强与液体的深度和密度有关,计算公式p=ρgh,根据公式结合U形管内液面的高度差来判断液体密度大小关系以及液体对容器底部的压强的大小。
【解答】解:U形管内液面的高度差△H0相同,说明此时液体压强相同,即p甲=p乙;
两容器内液面相平,甲液体中金属盒的深度大,根据液体压强计算公式p=ρgh可知:ρ甲<ρ乙,
由图知甲乙的液面相平,且ρ甲<ρ乙,根据液体压强计算公式p=ρgh可知:p甲<p乙,故C正确。
故选:C。
15.两个均匀物体A、B质量分别为mA、mB,密度分别为ρA、ρB,底面积分别为SA、SB,高度分别为hA、hB,将A、B叠放在水平桌面上,如图所示,A对B的压强为P1,B对桌面的压强为P2,则下列关系正确的是( )
A.p1= B.p1=
C.p2= D.P2=
【分析】(1)图中,A对B的压力等于A的重力,受力面积等于A的底面积,根据p=求出A对B的压强;
(2)图中,B对桌面的压力等于A和B的重力之和,受力面积等于B的底面积,根据p=求出B对桌面的压强。
【解答】解:
AB、图中,A对B的压力F1=GA=mAg,受力面积为SA,则A对B的压强p1==,故A、B错误;
CD、图中,B对桌面的压力F2=GA+GB=(mA+mB)g,受力面积为SB,则B对桌面的压强p2==,故C正确,D错误;
故选:C。
16.把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1(如图甲);用细针将该木块全部压入水中,溢出水的总体积为V2(如图乙),忽略细针的体积。则( )
A.木块的质量为ρ水V2
B.缓慢下压木块的过程中,溢水杯底部受到水的压强变大
C.木块全部压入水中静止时,细针对木块的压力大小为ρ水gV2
D.木块的密度为ρ水
【分析】
(1)木块漂浮在水面上时,对木块进行受力分析,由平衡条件求出木块所受的重力,然后由浮力公式的变形公式求出木块的质量,根据木块完全浸入水中时排出水的总体积求出木块的体积,然后根据密度公式求出木块的密度表达式。
(2)缓慢下压木块的过程中,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh分析压强变化;
(3)当木块刚好全部没入水中时,木块受到的浮力等于木块重加上对木块的压力,据此求出对木块的压力。
【解答】解:(1)木块静止地漂浮在水面上时,F浮=G;
因为木块所受到的浮力F浮=ρ水gV1,所以ρ水gV1=mg,
木块的质量m=ρ水V1;
木块完全浸入水中时所排开水的体积等于木块的体积,
由题意知木块的体积V=V2,
则木块的密度:ρ==;故A错误,故D正确;
(2)缓慢下压木块的过程中,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,溢水杯底部受到水的压强不变,故B错误;
(3)木块完全浸没后的浮力:
F浮′=ρ水gV2,
木块完全浸没时,由力的平衡条件可得:
F浮′=F压+G木,
所以手对木块的压力(最大压力):
F压=F浮′﹣G木=ρ水gV2﹣mg=ρ水gV2﹣ρ水V1g=ρ水g(V2﹣V1),故C错误;
故选:D。
17.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
【分析】(1)图象中,上方与横轴平行的线段表示金属块在水面以上时受到的拉力,等于金属块的重力;
(2)下方与横轴平行的线段表示金属块在水面以下时受到的拉力。两个拉力之差就是浸没时受到的浮力;利用G=mg求金属块的质量;利用阿基米德原理求金属块的体积;再利用密度公式求金属的密度;
(3)由图象可知:金属块恰好完全浸没时下表面距离水面为0.2m,利用p=ρgh即可计算出下表面受到压强的数值。
【解答】解:
A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为46N,此时金属块处于空气中,根据二力平衡条件可知,金属块的重力:G=F拉1=46N;故A错;
BC、金属块的质量:
m===4.6kg;
由图象可知,当h=50cm之后,弹簧测力计示数不变,金属块浸没水中,受到的浮力:F浮=G﹣F拉2=46N﹣26N=20N;
由F浮=ρ液gV排可得金属块体积:
V=V排===2×10﹣3m3,
金属块的密度:
ρ===2.3×103kg/m3,故B正确、C错;
D、金属块刚浸没时下表面距水面距离:h=50cm﹣30cm=20cm=0.2m,
金属块下底面受到水的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa,故D错。
故选:B。
18.如图所示,下列简单机械中,所提物体重力相同,忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦,最省力的是( )
A. B.
C. D.
【分析】忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦,当提起同一重物时,
①使用杠杆时,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一;
②动滑轮可以省一半的力;
③根据三角函数关系可知斜面高度和斜面长度之比,根据功的原理得出等式即可求出拉力的大小;
④使用滑轮组时,承担物重的绳子有几段,拉力就是物重的几分之一。
【解答】解:
A.由图可知,动力臂是阻力臂的4倍,所以拉力F1=G;
B.由图可知,动滑轮省一半的力,所以拉力F2=G;
C.设斜面的高度为h,斜面长度为s,=sin30°=,由功的原理可得,F3s=Gh,所以F3=G=G;
D.由图可知,滑轮组绳子的有效股数为3,所以拉力F4=G,
综上可知,当提起同一重物时,最省力的是A。
故选:A。
19.如图所示,小红分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运送同一圆柱形货物(货物中间带转轴),在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,她对货物做功最多的是( )
A. B.
C. D.
【分析】物理学中规定,功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同,利用功的公式W=Fs分析判断。
【解答】解:由图可知,AB中小红是用背背、用手抱,即力的方向向上,而桶是在水平方向上移动距离,即沿向上的方向没有移动距离,因此AB中小红对货物不做功;
CD中用平拉、滚拉的方式运送同一货物,C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力,所以C中拉力大于D中的拉力,由于所移动的距离s相同,由W=Fs可知C做功最多,故ABD不合题意,C符合题意。
故选:C。
20.如图所示,滑轮组将重50N的物体A以0.2m/s的速度沿水平地面匀速向前拉动了lm,拉力F大小为10N,滑轮组的机械效率为80%,下列说法中正确的是( )
A.拉力F做功的功率为2W
B.2s内绳子自由端移动的距离为0.4m
C.滑轮组做的有用功为50J
D.物体A受到水平地面的摩擦力为16N
【分析】(1)根据W=Fs求出拉力做的功,由速度的变形公式求出时间,然后根据P=
求出拉力的功率;
(2)由图示可知,滑轮组承重绳子的股数n=2,可知根据sF=2sA,求出2s内绳子自由端移动的距离;
(3)根据η=求出滑轮组做的有用功;
(4)由图示可知,滑轮组承重绳子的股数n=2,根据η===求出摩擦力f。
【解答】解:A、拉力做的功:W总=F×2s=10N×2×1m=20J,
由v=可得:t===5s;
拉力的功率:P===4W,故A错误;
B、2s内物体移动sA=vA×t=0.2m/s×2s=0.4m,自由端移动的距离sF=2×0.4m=0.8m,故B错误;
C、拉力做的功:W总=F×2s=10N×2×1m=20J,
由公式η=得,W有用=W总×η=20J×80%=16J,故C错误;
D、滑轮组承重绳子的股数n=2,根据η===得,80%=,f=16N,故D正确。
故选:D。
21.如图,弧形轨道ab段光滑,bc段粗糙,小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是( )
A.从a到b的过程中,小球动能转化为重力势能
B.经过b点时,小球动能最大
C.从b到c的过程中,小球动能增大
D.从a到c的过程中,小球机械能守恒
【分析】(1)重力势能的大小和物体的质量以及所处位置的高度有关,判断重力势能是否改变,看它的质量和高度是否变化就可以了;动能的大小和物体的质量以及运动的速度快慢有关,判断动能的大小看它的质量和运动快慢是否变化就可以了。
(2)判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是:减小的转化为增多的。
【解答】解:A、从a到b的过程中,小球质量不变,高度降低,速度变大,故重力势能减少,动能增大,属于重力势能转化为动能,故A错误;
B、小球从a运动到b动能增大;从b运动到c动能减小,则在b点处小球动能最大,故B正确;
C、小球从b到c的过程中,高度增加,同时克服摩擦力做功,速度减小,则小球的动能减小,故C错误;
D、bc段弧形轨道粗糙,因此小球在bc段运动时会克服摩擦力做功,会有一部分机械能转化为内能,则机械能会减小,故D错误;
故选:B。
22.如图所示,在平直路面上向右匀速行驶的小车中,有一轻质弹簧的一端固定在车厢右壁,另一端连接置于小车底板上的木块,弹簧此时处于原长状态并保持水平。下列判断正确的是( )
A.若木块突然压缩弹簧,则小车一定在做减速运动
B.若木块受到向右的摩擦力,则小车一定在做加速运动
C.若木块受到三个力的作用,则小车一定在做减速运动
D.若弹簧未发生形变,则小车一定在做匀速运动
【分析】(1)平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态,平衡状态时受平衡力。
(2)物体的运动状态改变时,一定是受到了非平衡力的作用。据此分析其受力情况和运动情况。
【解答】解:
由题意知,原来小车向右做匀速直线运动,木块、弹簧也随小车一起做匀速直线运动,此时弹簧处于原长状态。
A、若木块突然压缩弹簧,说明小车在突然减速,而木块由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会压缩弹簧,故A正确;
B、若木块受到向右的摩擦力,说明木块向左运动或有向左运动的趋势,则这种情况是由于小车突然加速,而木块由于惯性仍保持原来的运动状态,从而造成木块向左运动或有向左运动的趋势,故B正确;
C、木块、弹簧随小车一起做匀速直线运动时,木块只受重力和支持力,若木块受到三个力的作用,则说明其运动状态发生了改变,因此,小车可能加速,也可能减速,故C错误;
D、若小车运动状态虽然改变(即做变速运动),但木块与小车之间只是产生了相对运动的趋势,而并未发生相对运动,此时弹簧不会发生形变,小车却并不是做匀速运动,故D错误。
故选:AB。
23.建筑工地上,一辆载重汽车以额定功率沿水平公路做匀速直线运动,以36km/h的速度行驶10min,已知该汽车运动过程中受到的阻力随速度变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.汽车匀速行驶时的牵引力是2×104N
B.汽车的额定功率是8×104W
C.汽车匀速行驶10min克服阻力做的功是6×107J
D.汽车行驶的路程为6km
【分析】(1)汽车匀速行驶的速度v=36km/h=10m/s,由图象可知此时汽车受到的阻力,由于汽车在做匀速直线运动,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,从而求出汽车行驶时的牵引力;
(2)由功率的公式P===Fv可求出汽车的额定功率;
(3)(4)根据s=vt可求出汽车行驶的路程,再根据W=fs可求出汽车行驶时克服阻力所做的功。
【解答】解:
A、汽车匀速行驶的速度v=36km/h=10m/s,由图象可知此时汽车受到的阻力f=1×104N,而汽车匀速直线行驶时受到的牵引力与阻力是一对平衡力,其大小相等,则牵引力F=f=1×104N,故A错误;
B、汽车的额定功率为:P=Fv=1×104N×10m/s=1×105W,故B错误;
CD、汽车匀速行驶10min的路程为:s=vt=36km/h×h=6km=6000m,
汽车匀速行驶10min克服阻力做的功:W=fs=1×104N×6000m=6×107J,故CD正确。
故选:CD。
三、作图题(每题2分,共4分)
24.请你在如图所示中画出正在水中下沉的石块所受力的示意图。
【分析】石块在水中受重力与浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上;
因为石块正在下沉,所以重力比浮力大,线段的长度不同。
【解答】解:过石块重心分别沿竖直向下的方向和竖直向上的方向画一条带箭头的线段,分别用符号G和F浮表示;注意表示重力线段比表示浮力的线段要长些;如图所示:
25.手机自拍已成一种时尚。如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图,将自拍杆看作一个轻质杠杆,O点是支点。请在图中画出:
(1)施加在A点最小的动力F1
(2)力F2的力臂L2
【分析】力臂是从支点到力的作用线的距离;当动力的力臂最大时,动力是最小的。
【解答】解:动力作用在A点,当AO之间的连线作为力臂时,力臂是最大的,此时的动力最小;力F2是由重力产生的,故阻力的方向是竖直向下的,从O点做该力的作用线的垂线,即为力臂,如图所示:
。
故答案为:如上图。
四、实验探究题(每空2分,共30分)
26.(8分)下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆的平衡条件”的实验(每个钩码重0.5N)。
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,如图甲所示,此时杠杆是否平衡: 是 (选填“是”或“否”)。若使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母 向右 (选填“向左”或“向右”)端调节。
(2)如图乙所示,在杠杆A点处挂2个钩码,则在B点处应挂 4 个同样的钩码,使杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)小王又进行了如图丙所示的探究,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆仍然处于水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为5N,不符合F1L1=F2L2,这是因为杠杆的 自身重力 对实验有影响。
【分析】(1)杠杆平衡状态:静止或匀速转动;调节杠杆在水平位置平衡时将螺母向上翘的一端移动;
(2)根据杠杆的平衡条件分析解答;
(3)实验过程中要排除杠杆自身重力对实验的影响,可将支点放在杠杆的重心上;
【解答】解:(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,如图甲所示,此时杠杆处于平衡状态;若使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右端调节;
(2)若每个钩码重是G,每个小格长为L,如图乙所示,在杠杆A点处挂2个钩码,杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件有:2G×4L=nG×2L,n=4,则在B点处应挂4个同样的钩码;
(3)小王又进行了如图丙所示的探究,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆仍然处于水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为5N,不符合F1L1=F2L2,这是因为杠杆的自身重力对实验有影响;
故答案为:(1)是;向右;(2)4;(3)自身重力。
27.(12分)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 3.8 N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 1.4 N,石块排开的水所受的重力可由 AD (填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 排开水的重力 。
(4)善于探索的小组长还通过此测量数据计算出了小石块的密度大约为 2.71 g/cm3(保留两位小数)
(5)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是 A 。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(6)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确则 能 (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论
【分析】(1)根据平衡力和相互力判断出石块的重力;
(2)(3)物体没有浸入液体中时弹簧测力计的示数等于物体的重力;物体重力与物体完全浸入液体后弹簧测力计示数之差是物体在液体中受到的浮力;液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力;分析实验现象得出实验结论;
(4)根据F浮=G﹣F拉可求得浮力,再利用F浮=ρgV排公式变形可求得V排,因为浸没,所以V排=V物,由G=mg可求得其质量,再利用密度公式求解。
(5)探究性实验多次测量找普遍规律,测量型实验多次测量求平均值减小误差;
(6)浮力大小与排开液体所受重力大小根据力的分析进行解答。
【解答】解:(1)由图B可知,弹簧测力计的示数为3.8N,即物体对弹簧测力计的拉力为3.8N,
因为物体间力的作用是相互的,弹簧测力计对物体的拉力也为3.8N;
因为物体处于平衡状态,受拉力和重力是一对平衡力,大小相等,故物体的重力是3.8N;
(2)由称重法知:
F浮=G﹣F示=3.8N﹣2.4N=1.4N;
液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力,由图中AD两个步骤测出;
(3)根据(2)知F浮=1.4N;排开液体的重力:G排=F桶和水﹣F桶=2.6N﹣1.2N=1.4N,故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力,即F浮=G排;
(4)由F浮=ρgV排可得,石块排开水的体积:
V排===1.4×10﹣4m3;
因为浸没,V排=V=1.4×10﹣4m3;
石块的质量:
m===0.38kg,
石块的密度:
ρ==≈2.71×103kg/m3=2.71g/cm3;
(5)本实验是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”属于探究性实验,多次测量找普遍规律。
A.测量型实验多次测量取平均值减小误差,此实验为探究型,不能求平均值,故A不合理;
B.用原来的方案将水换成酒精进行多次实验,找出普遍规律,故B合理;
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验,找出普遍规律,故C合理;
故选A;
(6)只将石块的一部分浸入水中,排开水的体积减小,排开水的重力减小,浮力减小,仍能得出;F浮=G排。
故答案为:(1)3.8; (2)1.4;AD;(3)排开水的重力; (4)2.71; (5)A; (6)能。
28.(10分)小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,选用质量不同两个钢球m和M(M的质量大于m),分别不从同的高度h和H(H>h)静止开始放下,观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,他利用的研究方法是 转换法 (选填“控制变量法”或“转换法”);若水平面绝对光滑,本实验将 不能 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由甲、乙图可得实验结论:物体的动能大小与 速度 有关。
(3)小明根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确? 错误 (选填“正确”或“错误”),理由是: 没有控制小球到达水平面时的速度相同 。
【分析】
(1)掌握转换法在实验中的应用,实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小;
根据牛顿第一定律,若水平面绝对光滑,则木块不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,实验将不能达到探究目的;
(2)动能大小跟质量和速度有关。在探究动能大小跟质量关系时,控制速度大小不变;在探究动能大小跟速度关系时,控制质量不变;
(3)影响动能大小的因素有物体的质量与速度,因此,在探究和分析结论时,一定要注意控制变量法的运用,并据此得出结论。
【解答】解:
(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是转换法;
若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的;
(2)由甲、乙图可知,小球的质量相同,小球从同一斜面的不同高度由静止滑下,到达斜面底部时的速度不同,撞击木块后木块移动的距离不同,说明小球的动能不同,所以得出的实验结论为:物体的动能大小与速度有关;
(3)要探究小球动能与质量的关系,需要控制小球到达水平面时的速度相同,即不同质量的小球从同一高度由静止滑下,而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下,没有控制小球的速度相同,所以小明的看法错误。
故答案为:(1)转换法;不能;(2)速度;(3)错误;没有控制小球到达水平面时的速度相同。
五、综合应用题(第29题9分,第30题7分,共16分)
29.(9分)如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200cm2,未装水时的质量为0.2kg。容器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1×103Pa,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略容器壁的厚度。求:
(1)水对容器底的压力、压强;
(2)容器中水的重力;
(3)水对容器竖直向上的压力。
【分析】(1)知道水深,利用p=ρgh求容器盛水后水对容器底部的压强,再利用F=pS求水对容器底部的压力;
(2)已知容器对桌面的压强为1.1×103Pa,利用F=pS求容器对桌面的压力;利用G=mg求出容器的重力,容器对桌面的压力等于容器和水的重力和,据此求出水的重力;
(3)将水看作一个整体,水受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力和容器竖直向下的压力处于静止状态,水受到竖直向上的支持力等于竖直向下的重力、容器竖直向下的压力之和,据此求容器对水竖直向下的压力,再根据力的相互性求水对容器竖直向上的压力。
【解答】解:
(1)容器盛水后,水对容器底部的压强:
p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
由p=可得水对容器底部的压力:
F1=p1S=1.5×103Pa×200×10﹣4 m2=30N;
(2)容器盛水后容器对桌面的压强p2=1.1×103Pa,
容器对桌面的压力:
F2=p2S=1.1×103Pa×200×10﹣4 m2=22N;
容器的重力:
G容=m容g=0.2kg×10N/kg=2N,
因为容器对桌面的压力等于容器和水的重力之和,即F2=G容+G水,
所以水的重力:
G水=F2﹣G容=22N﹣2N=20N,
(3)由于物体间力的作用是相互的,容器对水的支持力等于水对容器底部的压力,即F支持=F1=30N,
因为水受到容器竖直向上的支持力、竖直向下的重力、容器对水竖直向下的压力处于静止状态,
所以,容器对水竖直向下的压力:
F压=F支持﹣G水=30N﹣20N=10N,
由于物体间力的作用是相互的,所以水对容器竖直向上的压力等于容器对水竖直向下的压力,即10N。
答:(1)水对容器底的压力、压强分别为30N、1.5×103Pa;
(2)容器中水的重力为20N;
(3)水对容器竖直向上的压力为10N。
30.(7分)滑轮组在建筑中应用广泛,如图所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组将质量为90kg的重物提高5m,所用的拉力是600N.求:(g=10N/kg)
(1)该重物受到的重力;
(2)工人通过滑轮组所做的有用功;
(3)工人做的总功;
(4)滑轮组的机械效率。
【分析】由图知:有两段绳子与动滑轮相连,则物体上升的高度h和绳子自由移动的距离S之间的关系为:S=2h。
(1)已知质量,根据G=mg求出重物的重力;
(2)已知物重和物体上升的高度,根据W=Gh即可求出所做的有用功;
(3)先根据S=nh求出自由端绳子移动的距离,然后再根据W=FS即可求出所做的总功;
(4)已知有用功和总功,利用η=即可求出滑轮组的机械效率。
【解答】解:(1)该重物受到的重力G=mg=90kg×10N/kg=900N,
(2)有用功W有用=Gh=900N×5m=4500J,
(3)工人做的总功W总=Fs=600N×2×5m=6000J,
(4)滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=75%。
答:(1)该重物受到的重力900N;
(2)工人通过滑轮组所做的有用功4500J;
(3)工人做的总功6000 J;
(4)滑轮组的机械效率75%。
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