如图所示,放在水平桌面上的圆柱形容器的底面积为200cm2,不计滑轮组的绳重和摩擦,不计容器壁厚度,金属球的密度是5×103kg/m3,当把金属球在水中匀速提升和把金

发布时间:2020-08-10 05:39:24

如图所示,放在水平桌面上的圆柱形容器的底面积为200cm2,不计滑轮组的绳重和摩擦,不计容器壁厚度,金属球的密度是5×103kg/m3,当把金属球在水中匀速提升和把金属球在水外匀速提升时,加在绳子自由端的拉力改变了10N,g取10N/kg,则A.金属球的质量是10kgB.金属球从水内完全运动倒水外,容器对水平桌面的压力减小了100NC.水对容器底的压强改变了5000paD.如果动滑轮的质量是金属球质量的,在水中匀速提升金属球时,滑轮组的机械效率是80%

网友回答

A
解析分析:(1)把金属球在水中匀速提升时,它受到浮力作用,把金属球在水外匀速提升时,它不受浮力作用,据此求出物体受到的浮力,根据F浮=ρ水gV排求出物体的体积,根据ρ=求出物体的质量;
(2)根据力的作用是相互的,物体在水中受的浮力即为出水后容器对桌面减小的压力;
(3)根据V=Sh求出水面降低的高度,根据p=ρ水gh求出减小的压强;
(4)求出动滑轮的质量,根据F=(G+G动-F浮)求出绳子的拉力,根据二力平衡知识求出滑轮组对物体的拉力F拉=G-F浮,根据η====求出机械效率.

解答:根据题意可知,物体受的浮力F浮=2△F=2×10N=20N,即金属球从水内完全运动倒水外,容器对水平桌面的压力减小了20N,故B错误;
∵F浮=ρ水gV排
∴金属球的体积V=V排===2×10-3m3,
∵ρ=
∴金属球的质量m=ρ金V=5×103kg/m3×2×10-3m3=10kg,故A正确;
金属球出水后液面下降的高度:△h===0.1m,
水对容器底减小的压强△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,故C错误;
动滑轮质量m动=m=×10kg=2.5kg,
金属球的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N,
动滑轮的重力G动=m动g=2.5kg×10N/kg=25N,
滑轮组对物体的拉力F拉=G-F浮=100N-20N=80N,
绳子自由端的拉力F=(G+G动-F浮)=×(100N+25N-20N)=52.5N,
滑轮组的机械效率:
η=====≈76.2%,故D错误.
故选A.

点评:此题是一道力学综合题,有浮力、质量、压强、滑轮组省力情况、二力平衡、机械效率等的计算,难度很大,中考常见题目.
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