(2013?丰台区一模)如图是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图.该装置由悬挂机构和提升装

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-04
(2013?门头沟区二模)如图所示是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图.O为杠杆BC的支点,CO

分别对物体A、动滑轮B、人进行受力分析,如图所示:由①-⑩式,GA=950N,η2=95%,N1:N2=6:1,CO:OB=1:4,GE=6440N,η2=GAGA+G0=950N950N+G0=95%,解得:G0=50N;F浮=200N;FA1=750N;FA2=950N;F1=400N;F2=500N,F1:F2=4:5,η1=GA?F浮GA?F浮+G0=950N?200N950N?200N+50N=93.75%;答:(1)物体在水面下受到的浮力200N;(2)F1:F2的值4:5;(3)η1的大小为93.75%.

(1)∵G=1200N,ρA=3×103kg/m3,∴VA=GAρAg=1200N3×103kg/m3×10N/kg=4×10-2m3,∴物体在水面下受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m3=400N,(2)物体完全在水面下被匀速拉起,以物体和动滑轮为研究对象,它们受重力GA和G动、浮力F浮和绳子拉力4F1的作用,受力如图甲,F1=14(GA+G动-F浮)=14(1200N+G动-400N),物体完全在水面下被匀速拉起,以人为研究对象,人受重力G人、支持力N1和绳子拉力F1的作用,受力如图乙,则有:N1=G人-F1=600N-F1=600N-14(1200N+G动-400N)=400N-14G动当物体A完全离开水面,以物体和动滑轮为研究对象,它们受重力GA、G动和绳子拉力4F2的作用,受力如图丙,F2=14(GA+G动)=14(1200N+G动),物体A匀速竖直上升时,以人为研究对象,人受重力G人、支持力N2和绳子拉力F2的作用,受力如图丁,N2=G人-F2=600N-F2=600N-14(1200N+G动)=300N-14G动,∴N1N2=400N ?14G动300N ?14G动=75,解得:G动=200N,(3)物体在水中匀速上升过程中,滑轮组的机械效率:η1=W有用1W总1=(GA ?F浮)h(GA ?F浮 +G动)h=GA?F浮GA ?F浮 +G动=1200N?400N1200N?400N+200N=800N1000N,物体离开水面后的滑轮组的机械效率:η2=W有用2W总2=GAh(GA+G动)h=GAGA +G动=1200N1200N+200N=1200N1400N,则:η1η2=800N1000N1200N1400N=1415.答:(1)物体在水面下受到的浮力为400N;(2)动滑轮受到的重力为200N;(3)η1与η2的比值14:15.

(1)金属材料浸没在水中匀速上升时,电动机牵引绳子的功率为
P1=F1×3v1=200N×3×0.2m/s=120W;
(2)金属材料浸没在水中匀速上升时,以支架、电动机Q、定滑轮K为研究对象,受力分析图如图1所示,配重E的受力分析图如图2所示,杠杆上C点、B点受力分析图如图3所示.

FC1′=FC1,FB1′=FB1 ,FC1?CO=FB1?OB
FC1′=3F1+GQ+G0
FB1=
CO
OB
FC1=4(3F1+GQ+G0
N1=GE-FB1=GE-4(3F1+GQ+G0
金属材料离开水面后匀速上升的过程中,以支架、电动机Q、定滑轮K为研究对象,受力分析图如图4所示,配重E的受力分析图如图5所示,杠杆上C点、B点受力分析图如图6所示.

FC2′=FC2 ,FB2′=FB2 ,FC2?CO=FB2?OB
FC2′=3F2+GQ+G0
FB2=
CO
OB
FC2=4(3F2+GQ+G0
N2=GE-FB2′=GE-4(3F2+GQ+G0) 
∵η2=
W有2
W总2
=
3F2?G0
3F2
=95%,
N1
N2
=
GE?4 (3F1+GQ+G0)
GE?4(3F2+GQ+G0
=
6
1

解得:G0=50N,m0=5kg; 
(3)金属材料浸没在水中匀速上升时,以动滑轮和被提升的金属材料为研究对象,受力分析图如图7所示,金属材料离开水面后匀速上升的过程中,以动滑轮和被提升的金属材料为研究对象,受力分析图如图8所示.

F1=F1′,F2=F2
F+3F1=G0+G
3F2′=G0+G 
解得:F=400N,G=950N,
根据阿基米德原理FgV得:
V=
F
ρg
=
400N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=4×10-2m3
金属材料密度:
ρ=
m
V
=
G
gV
=
950N
10?2m3×10N/kg
≈2.4×103kg/m3
答:(1)金属材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率为120W;
(2)动滑轮M的质量为5kg;
(3)被打捞金属材料的密度约为2.4×103kg/m3

  • (2013?丰台区一模)如图是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意...
    答:4(3F2+GQ+G0) =61解得:G0=50N,m0=5kg; (3)金属材料浸没在水中匀速上升时,以动滑轮和被提升的金属材料为研究对象,受力分析图如图7所示,金属材料离开水面后匀速上升的过程中,
  • (2013?丰台区一模)如图所示,容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上...
    答:设容器内水的深度为h,容器的底面积为s;那么水对容器底的压强为:P=ρgh;水对容器底的压力为:N1=Ps=ρghs>ρgV液=G1,即 N1>G1;杯子对桌面的压力为水和杯子的总重,即:N2=G1+G2;显然:N1<N2,故A错误,B正确.杯子对桌面的压力N2作用在桌面上,桌面对杯子的支持力N3作用在杯...
  • (2013?丰台区一模)如图所示,电源两端电压不变,小灯泡L灯丝电阻保持不变...
    答:当开关S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器的滑片P滑至B端时,等效电路图如图甲所示;当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P滑至AB中点时,等效电路图如图乙所示;当只闭合开关S2时,等效电路图如图丙所示.(1)由甲图可知:U=U1,在丙图中:∵串联电路总各处的电流相等,∴根据欧姆定律可得:U3U1=IR2I(R...
  • (2013?丰台区一模)如图,在平面直角坐标系xOy中,⊙C的圆心坐标为(-2...
    答:解:(1)如图1,延长CO交AB于D,过点C作CG⊥x轴于点G.∵函数y=-x+2图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,∴x=0时,y=2,y=0时,x=2,∴A(2,0),B(0,2),∴AO=BO=2.要使△POA为等腰三角形.①当OP=OA时,P的坐标为(0,2),与点B重合,不符合题意,②当OP=PA时...
  • (2013?丰台区一模)如图是磁流体发电工作原理示意图.发电通道是个长方...
    答:④等离子电离气体水平方向由平衡条件得:ab△p-BIa=0…⑤联立①②③④⑤解得:△p=BIb=B2alvblR+ρa…⑥(3)当所有进入发电机的等离子全都偏转到导体电极上形成电流时,电流达到最大值Im,Im=Qt=nqabvtt=nqabv…⑦联立②⑦解得:R0=Bnqb?ρabl答:(1)发电机上导体电极为正极、下导体...
  • (2013?丰台区一模)如图所示的电路中,电源电压9V保持不变,当开关S1、S...
    答:当开关S1、S2都闭合时,等效电路图如图1所示;滑动变阻器的滑片保持不动,只有S1闭合时,等效电路图如图2所示.(1)∵串联电路中总电压等于各分电压之和,∴图1中R2两端的电压U2=U-UV=9V-5V=4V,图2中R2两端的电压U2′=U-UV′=9V-6V=3V,∵I=UR,∴U2U′2=I1R2I2R2=I1I2=4V3V=43...
  • (2013?丰台区一模)如图所示一块绝缘薄圆盘可绕其中心的光滑轴自由转动...
    答:穿过线圈的磁通量不变,不能产生感应电流.故C错误.D、圆盘上金属小球带正电,顺时针转动时电流方向沿顺时针方向,产生的磁场方向向下,而线圈中产生逆时针方向的电流,根据安培定则可知,感应电流的磁场方向向上,根据楞次定律得知,原磁场应增强,故圆盘的转速增大.故D错误.故选A ...
  • (2013?丰台区一模)如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx+3的图象与反...
    答:(1)把A(1,m)代入y=4x得:m=4,即A(1,4),把A的坐标代入y=kx+3得:4=k+3,k=1,∴一次函数的解析式是y=x+3;(2)∵把y=0代入y=x+3得:0=x+3,x=-3,∴B的坐标是(-3,0),∵P为x轴上一点,且△ABP的面积为10,A(1,4),∴12BP×4=10,BP=5,∴当P...
  • (2013?丰台区一模)如图,四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,∠CBD=30°...
    答:解:如图,过点D作DE⊥BC于E,∵AB=AD,∠BAD=90°,∴AD=AB=22,BD=22×2=4,∵∠CBD=30°,∴DE=12BD=12×4=2,BE=BD2?DE2=42?22=23,∵∠BCD=45°,∴CE=DE=2,∴BC=BE+CE=23+2,∴四边形ABCD的面积=S△ABD+S△BCD=12×2...
  • (2013?丰台区一模)如图,四棱锥P-ABCD中,BC∥AD,BC=1,AD=3,AC⊥CD,且...
    答:平面ABCD,∴AC⊥平面PCD,∵PD?平面PCD,∴AC⊥PD.(Ⅱ)线段PA上,存在点E,使BE∥平面PCD.下面给出证明:∵AD=3,∴在△PAD中,分别取PA、PD靠近点P的三等分点E、F,连接EF.∵PEPA=PFPD=13,∴EF∥AD,EF=13AD=1.又∵BC∥AD,∴BC∥EF,且BC=EF,∴四边形BCFE是平行四边形,...