有一正方体,其边长如图甲所示,用托盘天平称得其质量如图乙所示.(1)把这物体放在2m2的桌面上,物体对桌面的压强是多少?(2)当这个物体有一半的体积浸在水中时受到的浮

发布时间:2020-08-08 10:31:35

有一正方体,其边长如图甲所示,用托盘天平称得其质量如图乙所示.

(1)把这物体放在2m2的桌面上,物体对桌面的压强是多少?
(2)当这个物体有一半的体积浸在水中时受到的浮力是多少?
(3)用一个动滑轮提升此物体,物体被提升50cm,用弹簧测力计测得作用在绳子自由端所用的拉力的大小如图丙所示,所用时间l0s,则此动滑轮的机械效率是多少?拉力做功的功率是多少?(g取l0N/kg)

网友回答

解:(1)正方体的边长:
a=6.50cm-3.50cm=3.00cm,
正方体与桌面的接触面积:
S=a2=(3.00×10-2m)2=9×10-4m2,
正方体的质量:
m=100g+50g+10g+2g=162g=0.162g,
正方体对桌面的压力:
F=G=mg=0.162kg×10N/kg=1.62N,
正方体对桌面的压强为
p===1800Pa;
(2)正方体的体积为
V=a3=(3.00×10-2m)3=2.7×10-5m3,
正方体排开水的体积:
V排=V=×2.7×10-5m3=1.35×10-5m3,
正方体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.35×10-5m3=0.135N;
(3)弹簧测力计的分度值为0.2N,拉力:
F=1.2N,
动滑轮绳子的有效股数为2,绳子自由端移动的距离:
s=2h=2×50×10-2m=1m,
动滑轮做的有用功:
W有用=Gh=1.62N×0.5=0.81J,
拉力做的总功:
W总=Fs=1.2N×1m=1.2J,
动滑轮的机械效率:
η=×100%=×100%=67.5%;
拉力的功率为
P===0.12W
答:(1)物体对桌面的压强为1800Pa;
(2)物体受到的浮力为0.135N;
(3)动滑轮的机械效率为67.5%,拉力的功率为0.12W.
解析分析:(1)用刻度尺测量物体长度时,正方体长度等于右侧所对刻度减去左侧所对刻度,知道边长,利用公式S=a2求出底面积即为受力面积;使用天平时,物体质量等于砝码总质量加上游码所对的刻度;物体对桌面的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,再根据p=求出物体对桌面的压强;
(2)知道正方体的边长,根据V=a3求出体积,进一步求出排开液体的体积,利用F浮=ρ液gV排求出物体受到的浮力;
(3)根据弹簧测力计的分度值读出示数,动滑轮绳子的有效股数为2,利用W=Fs和s=nh求出有用功,利用W=Gh求出有用功,利用η=×100%求出动滑轮的机械效率;再利用P=求出拉力做功的功率.

点评:本题考查了压强公式和阿基米德原理、做功公式、功率公式、机械效率公式的应用,关键是基本测量仪器(刻度尺、托盘天平、弹簧测力计)的读数,计算过程要注意单位的换算.
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