如图是某同学设计的简易打捞装置结构示意图。AOB是以O点为转轴,长为4m的轻质横梁, AB呈水平状态,AO=1m。在横梁上方行走装置可以在轨道槽内自由移动,行走装置下方固定有提升电动机。提升电动机通过细绳和滑轮组提起重物。固定在水平地面上的配重T通过细绳与横梁A端相连,GT=3000N。当行走装置处于C位置时,开始打捞物体A。质量mA是100kg、体积V为0.04m3 物体A在水中匀速上升时,地面对配重T的支持力是N1,滑轮组的机械效率为75%;当物体A全部露出液面,滑轮组将物体A以v是0.1m/s的速度匀速竖直向上提升1m,此时电动机拉动细绳的功率为P,地面对配重T的支持力是N2;N1∶N2=5∶1,若行走装置和提升电动机及定滑轮的总质量m2是20kg,,忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力,g取10N/kg。求
(1)动滑轮的重力G动
(2)电动机拉动细绳的功率P
(3)OC的距离
如图所示 支撑杠杆水平平衡的支架AOB随物体M在液体中能上下运动自动升降,物体M的密度为2.7×103kg/m3,轻质杠杆LOA∶LOB=2∶5。某同学质量为60kg,利用这个装置进行多次实验操作,并将实验数据记录于表格中(表格中F浮为物体所受的浮力、h为物块浸入液体的深度,P为液体对容器底部的压强),在各次操作过程中可认为杠杆始终保持水平。其中一次实验用力F1拉动绳自由端匀速竖直向下运动,该同学对地面的压强为独立站在地面时对地压强的一半,滑轮组的机械效率η=90%。已知,物体M浸没在液体中时,液体深度1.8m(绳的重力、滑轮与轴的摩擦及液体对物体的阻力不计。g=10N/kg)。
F浮/ N |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
600 |
600 |
h/m |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
P/ pa |
16725 |
16975 |
17225 |
17425 |
17725 |
18000 |
18000 |
18000 |
求:
(1)拉力F1的大小;
(2)液体的密度;
(3)物体M完全露出液体表面时,滑轮组的机械效率(百分号前面保留整数);
如图甲所示,B是一个固定支架,由立柱和两侧装有定滑轮的水平横梁组成,物体M在横梁上可左右移动,M的左端用钢绳跨过定滑轮与电动机相连,右端用钢绳跨过定滑轮与滑轮组相连,滑轮组下挂一实心物体A,其密度ρA=5×103kg/m3,体积VA=0.024m3。当电动机不工作时(可视电动机对钢绳无拉力作用),将物体A浸没在水中,物体A可以通过滑轮组拉着物体M向右匀速运动;当电动机用一个竖直向下的力F1拉钢绳时,物体A在水面下以速度υ1=0.1m/s匀速上升,滑轮组的机械效率为η1;当物体A完全露出水面后,电动机用力F2拉钢绳,物体A匀速上升,滑轮组的机械效率为η2。在以上过程中,电动机对钢绳的拉力的大小随物体A上升高度的关系如图乙所示,电动机以F1、F2拉钢绳时的功率始终为P。(不计钢绳的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取g =10N/kg)
求:
(1)滑轮组的机械效率η1:η2
(2)电动机的功率P
如图所示,用质量不计、长度为10cm的弹簧将正方体物块下表面与底面积为150cm2的圆柱形容器底部相连,正方体物块竖直立于圆柱形容器内,且不与容器壁接触,弹簧的长度缩短为2cm;现向容器内部倒入水,当物块有1/5的体积露出水面时,弹簧的长度又恢复到原长;现继续向容器内倒入0.2kg的水后(水不溢出),容器底部所受水的压强为 Pa。已知:弹簧的长度每改变1cm时,所受力的变化量为1N,取g =10N/kg。
质量为60kg的小明站在水平地面上,利用如图甲所示装置提升物体A。物体A的质量mA为74kg,底面积SA为2×10-2m2。当小明施加竖直向下的拉力为F1时,物体A未被拉动,此时物体A对地面的压强p为5×103Pa,小明对地面的压强为p1;当小明施加竖直向下的拉力为F2时,物体A恰好匀速上升,拉力F2做的功随时间变化的图象如图乙所示。小明对地面的压强为p2,且p1:p2="16:" 15。已知B、C、D、E四个滑轮的质量相同,不计绳重和摩擦,g取10N/kg。求:
(1)当小明施加竖直向下的拉力F1时,物体A对地面的压力FN;
(2)每个滑轮所受的重力G0;
(3)小明施加竖直向下的拉力F2时,物体上升的速度。
如图甲所示的装置处于静止状态,底面积为60cm2的圆柱形玻璃筒中装有适量的水,放在水平台面上,质量为800g的圆柱形物体B浸没在水中,此时水对容器底的压强是2500 Pa,物体A是体积为50cm3的圆柱体配重。如图乙所示,当用力F竖直向下拉物体A时,物体B有的体积露出水面且静止,此时滑轮组提升重物B的机械效率为80%,水对容器底的压强为2100 Pa。 g取10N/kg,悬挂物体的细绳的质量以及绳与轮间的摩擦忽略不计,物体A的密度是 kg/m3。
如图所示,重为100N的物体B,在足够深的水中匀速下沉,通过滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速运动,在4s内物体A移动了0.8米,已知B的密度是水的密度的5倍,动滑轮重12N,不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,g取10N/kg
A.B对绳的拉力是20N |
B.B对绳的拉力的功率是16W |
C.A物体受摩擦力为148N |
D.滑轮组的机械效率为90% |
建筑工人使用如图所示装置,将质量分布均匀的长方体水泥板M吊起后放入水中。工人通过控制电动机A、电动机B,始终保持水泥板M所受拉力竖直向上。当电动机A对绳的拉力为零时,电动机A对地面的压强为p0;当水泥板M一端被竖直滑轮组拉起,另一端仍停在地面上,且水泥板M与水平地面成某角度时,电动机A对地面的压强为p1;当水泥板M被竖直滑轮组拉离地面时,电动机A对地面的压强为p2;当将水泥板M被悬挂着浸没在水中时,电动机A对地面的压强为p3。已知:水泥板M的体积VM为0.1m3,==5250Pa,==10250Pa,==5250Pa,不计绳重和轴摩擦。(g取10N/kg)求:
(1)竖直滑轮组中动滑轮的总重力G动 ;
(2)水泥板M所受重力GM;
(3)竖直滑轮组提拉水泥板M将其立起的过程中机械效率η。(结果保留两位有效数字)
如图所示,有两只完全相同的溢水杯分别盛有密度不同的A、B两种液体,将两个体积均为V,所受重力分别为GC 、GD的小球C、D分别放入两容器中,当两球静止时,两杯中液面相平,且C球有一半体积浸入液体中,D球全部浸入液体中。此时两种液体对甲、乙两容器底部的压强分别为pA、pB ;甲、乙两容器对桌面的压强分别为p1、p2。要使C球刚好完全没入液体中,须对C球施加竖直向下的压力F,若用与F同样大小的力竖直向上提D球,可使它有V1的体积露出液面。已知C、D两球的密度比为2:3。则下述判断正确的是
A.p1>p2 ;2GC =3GD
B.3p1=4p2 ;pA>pB
C.3GC =2GD;3V1 ="2" V
D.3pA=4pB ;3V1 = V
A、B两物体,它们的质量相等,已知ρA∶ρB =3∶4,且两物体体积VA∶VB = 4∶5,则下述结论正确的是
A.A物体肯定是空心的 B.B物体肯定是空心的
C.两物体肯定是空心的 D.两物体肯定是实心的
如图所示,是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过滑轮组打捞水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以0.3m/s的速度向右水平匀速运动。重物在水面下被提升的过程共用时50s,汽车拉动绳子的功率P1为480W。重物开始露出水面到完全被打捞出水的过程共用时10s,此过程中汽车拉动绳子的功率逐渐变大,当重物完全被打捞出水后,汽车的功率P2比P1增加了120W,且滑轮组机械效率为80%。忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦,g取10N/kg。求:
(1)重物浸没在水中所受浮力;
(2)打捞前重物上表面受到水的压力;
(3)被打捞重物的密度
在弹簧测力计下挂一个金属块A,让A从盛有水的容器上方离水面某一高度处匀速下降,进入水中,直到全部浸没。图是这个过程中弹簧测力计的示数F与A下降的高度h变化的实验图象,g=10N/kg。则A的重力为 N,金属块A的密度与下表中 的密度相同。
物质名称 |
密度ρ/(kg·m-3) |
银 |
10.5×103 |
铜 |
8.9×103 |
铁 |
7.9×103 |
铝 |
2.7×103 |
如图所示,有两个小球M和N,密度分别为ρM和ρN,小球所受重力大小分别为GM和GN,体积分别为VM和VN。将它们用细线分别挂在轻质杠杆AB两端,且小球M浸没在甲杯的水中静止,小球N浸没在乙杯的油中静止,杠杆AB恰能在水平位置平衡。小球M和N所受浮力分别为FM和FN。已知:AO׃OB =1׃2,水的密度为ρ水、油的密度为ρ水,且ρN>ρM>ρ水>ρ油,则下列判断中正确的是
A.FM<2FN | B.FM>2FN | C.VM>2VN | D.GM>2GN |
用如图(1)所示的装置提升重物,水平横梁AB 固定在支架C顶端,OA: OB=4:1。横梁A端挂一底面积为S=0.1m2的配重M,横梁B端下挂着由质量相等的四个滑轮组成的滑轮组,用此滑轮组多次提升不同的物体,计算出滑轮组的机械效率,并记入下面的表格。
物重G/N |
60 |
80 |
100 |
180 |
机械效率η |
0.75 |
0.80 |
0.833 |
0. 90 |
现用滑轮组分别提升甲、乙两个物体:在水面以上提升密度为ρ甲=0.75kg/dm3的甲物体时,绳自由端的拉力为F1,F1做的功为W1,配重M对地面的压强变化量为ΔP1;在水面以下提升密度为ρ乙=5.6kg/dm3的乙物体时,绳自由端的拉力为F2,F2做的功为W2,配重M对地面的压强变化量ΔP2。
F1、F2所做的功随时间变化的关系如图(2)所示。已知:甲、乙两物体的体积关系为V甲=4V乙,提升甲、乙两物体时速度相同。(不计绳的质量、杠杆的质量、轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取g =10N/kg)求:
(1)配重M对地面的压强变化量的差ΔP2-ΔP1
(2)滑轮组提升浸没在水中的乙物体时的机械效率。(保留百分号前面一位小数)
一圆柱形平底容器,底面积为5×10-2m2,把它放在水平桌面上。在容器内放入一个底面积为2×10-2m2、高为0.2m的圆柱形物块,且与容器底不密合,物块的密度为0.5×103kg/m3,取g=10N/kg。向容器内缓慢注水,使物块对容器底的压强恰好为零时,向容器内注入水的质量是 kg。