Processing math: 27%
13.如圖所示,圓柱形容器底面積為100cm2,杠桿B端掛著重為100N的物體,體重為600N的人拉著杠桿A端使杠桿保持水平平衡,OB=2OA,已知鞋底與地面的總接觸面積為4×10-2m2,現(xiàn)將該物體分別浸沒在水和酒精中,人對地面的壓強之比為30:29,求:
(1)物體的密度為多少?
(2)物體浸入水中前,水對容器底的壓強是多少?
(3)若物體浸在水中時,人拉杠桿A端時杠桿平衡,則人對地面的壓強是多少Pa?

分析 (1)根據(jù)杠桿平衡條件,分別將物體浸沒在水中和酒精中時的情況,列出相等的關(guān)系式;
根據(jù)人對地面的壓強之比列出關(guān)系式,得出物體的體積,從而可計算出物體的密度;
(2)計算出放入物體前水的深度,由p=ρgh計算出水對容器底的壓強;
(3)計算出物體浸沒在水中時的浮力,根據(jù)杠桿平衡條件得出A端對人的拉力,從而可計算出人對地面的壓力,由壓強公式得出人對地面的壓強.

解答 解:(1)設(shè)物體的體積為V,當(dāng)物體浸沒在水中和酒精中時,受到的浮力分別為:
F浮水gV,F(xiàn)浮酒精酒精gV;
根據(jù)杠桿的平衡條件,當(dāng)物體浸沒在水中時,
FA•OA=(GB-F浮水)•OB;
則FA=GBF×OBOA=2(GB-F浮水)=2(GBgV);   ①
當(dāng)物體浸沒在酒精中時,
FA′•OA=(GB-F浮酒精)•OB
則FA′=GBF×OBOA=2(GB-F浮酒精)=2(GB酒精gV);    ②
由題意知,p1p2=GFASGFAS=\frac{{G}_{人}-2({G}_{B}-{ρ}_{水}gV)}{{G}_{人}-2({G}_{B}-{ρ}_{酒精}gV)}
代入數(shù)據(jù)可知:\frac{30}{29}=\frac{600N-2×(100N-1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg×V)}{600N-2×(100N-0.8×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg×V)}
解得V=4×10-3m3
由G=mg得,物體的質(zhì)量mB=\frac{{G}_{B}}{g}=\frac{100N}{10N/kg}=10kg;
則ρB=\frac{{m}_{B}}{V}=\frac{10kg}{4×1{0}^{-3}{m}^{3}}=2.5×103kg/m3
(2)由題意知,物體浸沒后,液面上升△h=\frac{V}{S}=\frac{4×1{0}^{-3}{m}^{3}}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}=0.4m;
放入物體前水的深度h=60×10-2m-0.4m=0.2m
則水對容器底的壓強p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(3)由①知,F(xiàn)A=2(GBgV)=2×(100N-1×103kg/m3×10N/kg×4×10-3m3)=120N;
則此時人對地面的壓力F=G-FA=600N-120N=480N;
則p′=\frac{{F}_{壓}}{{S}_{人}}=\frac{480N}{4×1{0}^{-2}{m}^{2}}=1.2×104Pa.
答:(1)物體的密度為2.5×103kg/m3
(2)物體浸入水中前,水對容器底的壓強是2000Pa;
(3)人對地面的壓強是1.2×104Pa.

點評 本題是有關(guān)浮力、壓強和杠桿的綜合計算題目,綜合考查了浮力、密度、壓強、杠桿平衡條件的應(yīng)用和計算,能夠根據(jù)已知條件計算出物體的體積是解決問題的關(guān)鍵.有一定難度.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

3.下列說法中與實際情況相符的是(  )
A.成年人的體重約為50NB.中學(xué)生的正常體溫約為41℃
C.家用電風(fēng)扇的額定功率約2000WD.自行車行駛的速度約為5m/s

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖是我市江麓機械廠生產(chǎn)的某塔吊升降機示意圖.如果電動機拉動升降機的鋼絲繩,在1min內(nèi)將9000N的貨物勻速提升了30m,此時鋼絲繩的拉力為4000N,則
(1)貨物上升的速度為0.5m/s.
(2)1min內(nèi)升降機克服貨物重力做的功為270000J.
(3)升降機的機械效率為多大?

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

1.坐在做勻速直線運動的汽車上的乘客,面向汽車前進(jìn)方向,當(dāng)乘客突然感覺座椅的背與他壓緊,此時汽車的運動狀態(tài)是( �。�
A.仍做勻速直線運動B.突然做加速直線運動
C.突然轉(zhuǎn)向拐彎D.突然剎車

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

8.如圖所示,一個長方體物體的質(zhì)量為2kg,沿粗糙斜面向上滑動,請作出該物體所受重力的示意圖.(g=10N/Kg)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

18.隨著也門局勢升級,中國一艘054A導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦于3月29日�?吭谝查T港口亞丁,準(zhǔn)備撤離中國公民.該艦滿載時排水量是4053噸,吃水深度5米,最大航速50km/h,如圖乙是護(hù)衛(wèi)艦的v-t圖象,若該艦輸出功率恒為25600kW,試求:(g=10N/kg,ρ海水=1.02g/cm3
(1)在0-0.2h內(nèi),護(hù)衛(wèi)艦受到的動力大于阻力(選填“>”“=”或“<”)
(2)護(hù)衛(wèi)艦滿載時船底受到的壓強和壓力各是多少?
(3)護(hù)衛(wèi)艦在加速階段輸出的機械能是多少焦耳?

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

6.在“伏安法”測電阻的實驗中,如果被測電阻大約為10Ω左右,電源用了兩節(jié)干電池,電壓表有(0~3V,0~15V)兩個量程,電流表有(0~0.6A,0~3A)兩個量程,滑動變阻器有(20Ω,1A)和(50Ω,2A)兩個,關(guān)于電壓表、電流表和滑動變阻器的選擇,下列說法正確的是(  )
A.電流表應(yīng)選0~0.6A的量程B.電壓表應(yīng)選0~15V的量程
C.滑動變阻器應(yīng)選(50Ω,2A)D.以上說法都不正確

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

3.我們通常說的運動和靜止都是相對而言的,
例如我們說“一輛運動的汽車停了下來”,
這句話中的“運動”和“�!倍际且源蟮貫閰⒄瘴锏模谂袛嘁粋€物體是運動還是靜止時,必須選擇一個物體作為標(biāo)準(zhǔn)這個物體被稱之為參照物.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

4.將歐姆定律的公式I=\frac{U}{R}變形得到R=\frac{U}{I},對某一導(dǎo)體來說,下列說法正確的是(  )
A.導(dǎo)體的電阻與其兩端的電壓成正比,與通過它的電流成反比
B.導(dǎo)體中通過的電流越大,則電阻越小
C.加在導(dǎo)體兩端的電壓越大,則電阻越大
D.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓和通過它的電流無關(guān)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案