分析 (1)求出石墩的體積,即為其排開水的體積,然后根據(jù)阿基米德原理計算浸沒在水中的石墩受到浮力;
(2)知道石墩的質(zhì)量,根據(jù)G=mg求出受到的重力;石墩放在水平地面上時,起重機(jī)末對石墩施力,則石墩對地面的壓力和自身的重力相等,又知道其底面積,即受力面積,根據(jù)p=FS求出對水平地面的壓強;
(3)利用η=W有用W總=GhFs=Gh2Fh=G2F計算此時動滑輪的機(jī)械效率;
(4)作出動力臂和阻力臂,利用相似三角形求出動力臂與阻力臂之比,然后根據(jù)杠桿平衡條件計算起重機(jī)立柱CA對吊臂A點豎直向上的作用力.
解答 解:(1)石墩浸沒在水中,則排開水的體積:V排=V=3m2×2m=6m3,
受到浮力是:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m3=6×104N;
(2)石墩的重力:
G=mg=1.5×104kg×10N/kg=1.5×105N;
石墩靜止在水平地面上時,對地面的壓力:
F壓=G=1.5×105N,
對水平地面的壓強:
p=F壓S=1.5×105N3m2=5×104Pa;
(3)石墩完全離開水面被提升的過程中,動滑輪的機(jī)械效率是:
η=W有用W總=GhFs=Gh2Fh=G2F=1.5×105N2×1.0×105N=75%;
(4)如圖,作出動力臂和阻力臂,
在Rt△AOC和Rt△BOD中,AC∥BD,
所以△AOC∽△BOD,
OB:OA=6:1,
所以,OD:OC=6:1,
由圖知,當(dāng)石墩被提起且仍浸沒在水中時,若忽略動滑輪、鋼繩和吊臂的重力及各種摩擦,
石墩對杠桿B點的拉力為FB=(G-F浮)=(1.5×105N-6×104N)=9×104N,
根據(jù)杠桿平衡條件可得:FA×OC=FB×OD,
起重機(jī)立柱CA對吊臂A點豎直向上的作用力:
FA=FB×ODOC=FB×6OCOC=6FB=6×9×104N=5.4×105N.
答:(1)浸沒在水中的石墩(石墩的底部末浸入淤泥中),受到浮力是6×104N;
(2)石墩放在水平地面上時,起重機(jī)末對石墩施力,則石墩對底面的壓強是5×104Pa;
(3)石墩完全離開水面被提升的過程中,測得每根鋼繩的拉力為1.0×105N,此時動滑輪的機(jī)械效率是75%;
(4)當(dāng)石墩被提起且仍浸沒在水中時,若忽略動滑輪、鋼繩和吊臂的重力及各種摩擦,起重機(jī)立柱CA對吊臂A點豎直向上的作用力是5.4×105N.
點評 本題考查了重力和壓強、功率的計算、動滑輪的工作特點、杠桿平衡條件的應(yīng)用,是一道綜合性很強的題目.難點在(4),關(guān)鍵是作出動力臂和阻力臂,利用相似三角形求出動力臂與阻力臂之比.同時還要知道水平面上物體的壓力等于自身的重力.
科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 質(zhì)量、密度、比熱容和熱值不變 | |
B. | 質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话�,密度、比熱容和熱值不�?/td> | |
C. | 質(zhì)量和密度變?yōu)樵瓉淼囊话耄葻崛莺蜔嶂挡蛔?/td> | |
D. | 質(zhì)量和熱值變?yōu)樵瓉淼囊话�,密度和比熱容不�?/td> |
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 紫外線 | B. | 紅外線 | C. | 超聲波 | D. | 電磁波 |
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | ![]() 微波爐 | B. | ![]() 電磁起重機(jī) | C. | ![]() B超 | D. | ![]() 電吹風(fēng) |
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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題
電阻R/Ω | 25 | 20 | 15 | 10 | 5 |
電流I/A | 0.12 | 0.14 | 0.16 | 0.20 | ★ |
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