caren7951 春芽
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(1)物体排开水的体积V排=V=Sh=0.1m2×0.2m=0.02m3,
物体K完全浸没时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N;
(2)物体K浸没在水中匀速上升时,以物体K和动滑轮的整体为研究对象,受力分析图如答图甲所示;电动机M的受力分析图如答图乙所示;杠杆两端的受力分析图如答图丙所示.
由图甲得:F浮+3F1=Gk+G动,
由图乙得:N1+T1=p1S+T1=mg,
由图丙得:F1′×OB=T1′×OE,F1=F1′,T1=T1′,
物体K全部露出水面匀速上升时,以物体K和动滑轮的整体为研究对象,受力分析图如答图1甲所示;电动机M的受力分析图如答图1乙所示;杠杆两端的受力分析图如答图1丙所示.
由图1甲得:3F2=Gk+G动,
由图1乙得:N2+T2=p2S+T2=mg,
由图1丙得:F2×OB=T2×OE,F2=F2′,T2=T2′,
分析题目中图乙可知,在0-5s的时间里,p1=2.1×104Pa;在15-20s的时间里p2=1.8×104Pa.
p1:p2=2.1×104Pa:1.8×104Pa=7:6=N1:N2=(mg-T1):(mg-T2)=(mg-
3F1
4):(mg-
3F2
4)=(525N-
Gk+G动−F浮
4):(525N-
Gk+G动
4),
又η1:η2=27:28=
Gk−F浮
Gk+G动−F浮:
Gk
Gk+G动=
GK−200N
Gk+G动−200N:
Gk
Gk+G动,
解得:动滑轮重G动=100N,
所以动滑轮的质量m=
G动
g=[100N/10N/kg]=10kg;
(3)分析题目中图乙可知,在5-15s的时间里,物体K从上表面开始接触水面到下表面离开水面.由于K出水前后水面高度的变化忽略不计:
物体上升速度vk=[h/t]=[0.2m/10s]=0.02m/s,vk=vk′,
K’全部露出水面后,电动机M的拉力:
T=[F×OB/OE]=[OB/OE]×
G′k+G动
3=[3/4]×[1200N+100N/3]=325N,
v绳G=3vk′=3×0.02m/s=0.06m/s,
由几何关系,v绳H=[OE/OB]×v绳G=[4/3]×0.06m/s=0.08m/s,
∴电动机M拉动绳H的功率PM=Tv绳H=325N×0.08m/s=26W.
答:(1)物体K完全浸没时受到的浮力为200N;
(2)动滑轮的质量为10kg;
(3)K′全部露出水面后,电动机M拉动绳H的功率为26W.
点评:
本题考点: 浮力大小的计算;功率的计算.
考点点评: 此题主要考查的是学生对浮力、压强、机械效率、功率计算公式的理解和掌握,知识点较多,难度很大.
1年前