止时测力计示数为1.6N.木块的体积为 4×104 m3,密度为 0.6×103 kg/m3,本
﹣
实验中滑轮的作用是 改变力的方向 。
【分析】明确弹簧测力计的分度值,再根据指针指示来读数;
图乙中使用的是定滑轮,可以改变力的方向,不能省力,所以弹簧测力计的示数即为对木块的拉力,根据二力平衡知识可知F浮=G+F拉求出浮力;根据F浮=ρ的体积;根据G=mg=ρ木gV求出木块的密度。
【解答】解:(1)图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N,木块在空气中的重力即弹簧测力计的示数为2.4N;
(2)图乙所示的木块浸没水中时木块共受到重力、拉力、浮力三个力的作用,图乙中弹簧测力计的拉力为:F拉=1.6N
木块受到的浮力为:F浮=G+F拉=2.4N+1.6N=4N 根据F浮=ρ水gV排可知木块的体积为:V=V排==4×104m3
﹣
水
gV排求出木块
=
木块的质量为:m===0.24kg
=0.6×103kg/m3
木块的密度为:ρ木==
图乙中使用的是定滑轮,可以改变力的方向, 故答案为:2.4;4×104;0.6×103;改变力的方向。
﹣
【点评】本题考查了学生对密度、浮力的计算,弹簧测力计读数的掌握和运用,关键是相关公式的灵活运用。
五、计算题:本题共3小题,共22分.
28.(7分)航天迷小伟利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程。将带有降落伞的重物从高处释放,一段时间后打开降落伞。重物在离地4m高处开始匀速下落,速度为5m/s。若打开降落伞后,降落伞和重物受到的阻力f与速度v满足关系f=kv2中,k=3N?s2/m2.求: (1)重物从开始匀速下落到落地所用的时间; (2)降落伞和重物的总重
【分析】(1)已知高度和速度,利用速度公式计算重物从开始匀速下落到落地所用的时间;
(2)根据f=kv2中,k=3N?s2/m2求出阻力,然后根据力的平衡得出降落伞和重物的总重。 【解答】解:
(1)根据v=可得,重物从开始匀速下落到落地所用的时间: t==
=0.8s;
(2)由题意得,匀速下落时有:f=kv2=3N?s2/m2×(5m/s)2=75N, 故降落伞和重物的总重:G=f=75N。 答:
(1)重物从开始匀速下落到落地所用的时间为0.8s; (2)降落伞和重物的总重为75N。
【点评】此题考查速度公式及其应用、二力平衡条件及其应用,难度不大,属于基础题目。
29.(7分)如图所示,利用动滑轮提升货物在竖直向上大小为250N的拉力F作用下,重为400N的货物在20s的时间内匀速上升5m求: (1)有用功W有; (2)拉力F的功率P;
(3)此过程中动滑轮的机械效率η。
【分析】(1)知道物体的重力和提升的高度,根据W=Gh求出拉力做的有用功,
(2)根据s=nh求出动滑轮绳端移动的距离,根据W=Fs求出拉力做的总功,根据P=求出拉力F的功率;
(3)利用η=×100%求出动滑轮的机械效率。
【解答】解:(1)拉力做的有用功: W有=Gh=400N×5m=2000J, (2)动滑轮绳端移动的距离: s=nh=2×5m=10m, 拉力做的总功:
W总=Fs=250N×10m=2500J, 拉力F的功率: P=
=
=125W。
(3)动滑轮的机械效率: η=
×100%=
×100%=80%;
答:(1)有用功W有为2000J; (2)拉力F的功率P为125W;
(3)此过程中动滑轮的机械效率η为80%。
【点评】本题考查了动滑轮绳子拉力公式和做功公式、机械效率公式、功率公式的应用,是一道较为简单的计算题。
30.(8分)某款电热水壶的相关信息如表所示现在该水壶内装入质量为1kg、初温为20℃的水放置在水平桌面上接通电源使其正常工作,在标准大气压下将水烧开(不计热量损失),求: 额定功率 自重 与桌面接触面积
1000W 5N 200cm2
(1)装入水后水壶对桌面的压强p; (2)水吸收的热量Q;
(3)将水烧开所需时间t。
(c水=4.2×103J/(kg?℃),g=10N/kg)
【分析】(1)已知壶内装入水的质量,根据G水=mg求出水的重力,装入水后水壶对桌面的压力等于壶的总重,根据p=求出装入水后水壶对桌面的压强;
(2)标准大气压下水的沸点是100℃,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量; (3)不计热损失,W=Q吸,根据P=求出电热水壶工作时间。 【解答】解:(1)壶内装入质量为1kg的水,重力为: G水=mg=1kg×10N/kg=10N, 装入水后水壶对桌面的压力: F=10N+5N=15N;
装入水后水壶对桌面的压强: p==
=750Pa;
(2)水壶装了质量为1kg,初温为20℃的水,标准大气压下水的沸点是100℃, 则水吸收的热量: Q吸=cm(t﹣t0)
=4.2×103J∕(kg?℃)×1kg×(100℃﹣20℃) =3.36×105J;
(3)不计热损失,W=Q吸, 由P=可得电热水壶工作时间:
t====336s。
答:(1)装入水后水壶对桌面的压强为750Pa; (2)水吸收的热量是3.36105J; (3)电热水壶把这壶水烧开需要336s。
【点评】本题考查了压强公式、电功率公式和吸热公式,要能从表格中获取有用的信息,注意标准大气压下水的沸点是100℃。