分析 (1)根據繩子拉力隨時間t變化的圖象,當金屬塊從水中一直豎直向上運動,但未露出液面,此時金屬塊排開水的體積不變,即甲圖中M到N,由阿基米德原理可知,此時的浮力不變,由F拉=G-F浮,繩子的拉力也不變,即為圖中的AB段,在此過程中變化的是金屬塊的深度;
當金屬塊開始露出水面至完全剛好離開水面,排開液體的體積逐漸減小,浮力逐漸減小,繩子的拉力逐漸增大,即圖中的N到P;
(2)當金屬塊完全露出液面,沒有浸入水中時,金屬塊不受浮力,此時拉力等于重力,即為圖中的CD段,據此求出金屬塊重,根據F浮=G-F拉求出金屬塊浸沒在水中時受到的浮力;
(3)根據(1)、(2)中分析的浮力大小,畫出金屬塊受到的浮力F浮隨時間t(0~t2時間內)的變化情況圖象.
解答 解:
(1)圖乙中縱坐標表示繩子的拉力F,橫坐標表示時間,AB段說明繩子的拉力F大小與時間無關,根據F浮=G-F知,AB段(0-t1)金屬塊所受浮力大小不變,由阿基米德原理知:物體排開液體的體積不變,這個階段物體由M到N,所以,圖乙中AB段反映金屬塊所受的浮力大小與物體浸沒深度無關;
BC段(t1-t2),物體所受拉力隨時間的變化而增大,說明這個階段物體受到浮力逐漸減小,由阿基米德原理知:物體排開液體的體積逐漸減小,所以,BC段與甲圖中對應的過程是N到P;
(2)由上面的分析,AB段物體受到的拉力為30N保持不變,這個階段物體浸沒在水中;CD段拉力保持50N不變,對應的過程由P到Q,物體的重力等于拉力,G=50N,所以,浸沒在水中的金屬塊受到的浮力F浮=G-F=G=50N-30N=20N;
(3)根據(1)的分析,(0-t1)時間物體受到的浮力不變,(t1-t2)時間物體受到的浮力逐漸減小,且F浮=ρ水gV排═ρ水gS底(l-x)=ρ水gS底(l-vt)(l為長方體的高,x=vt表示金屬塊在這過程中上升的距離,S底為金屬塊的橫截面積,ρ水gS底為常數),金屬塊受到的浮力F浮與t成一次函數關系.由此畫出金屬塊受到的浮力F浮隨時間t(0~t2時間內)的變化情況圖象,如圖所示:
故答案為:(1)浸沒深度;N到P;(2)20;(3)如圖所示.
點評 本題根據圖象解題,根據從圖象獲取的信息作圖,充分體現了數學知識在物理中的應用.由圖乙正確分析出各段所對應的物理過程是解題的關鍵.
科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 你所在教室內空氣重力約為600N | |
B. | 物理課本平放在桌面上對桌面的壓強約為200Pa | |
C. | 將一本掉在地上的物理書撿起放到課桌上所做的功約為2J | |
D. | 中學生正常跳繩時克服重力做功的功率約為200W |
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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:計算題
空車質量 | 1180kg | 車身長度 | 3.8m |
滿載人員 | 12人 | 電動機額定電壓 | 48V |
空載時輪胎與地接觸面積 | 4×250cm2 | 最大車速 | 45km/h |
電動機效率 | 80% | 平路連續(xù)行駛里程 | ≤80km |
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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. | 延展性 | B. | 導電性 | C. | 導熱性 | D. | 彈性 |
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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:解答題
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