返回 满分5 > 初中物理试题 首页  

如图所示,一个内底面积为100cm2的柱形容器中盛有深度为60cm的水,水底有一块底面积为50cm2,高6cm的长方体铝块。现用一电动机以恒定不变的输出功率把铝块提出水面并继续提升一段距离。已知铝块浸没在水中时上升速度恒为0.27m/s。铝的密度为2.7×103kg/m3g10N/kg,铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。

求:(1)铝块的重力。

(2)把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间。

(3)电动机输出功率的大小。

(4)铝块完全露出水面后匀速上升的速度。

(5)铝块从浸没于水中到完全露出水面,水对容器底部压强的减小值。

 

答案:
(1)8.1N;(2)2s;(3)1.377W;(4)0.17m/s;(5)300Pa 【解析】 (1)铝块为长方体,所以铝块的体积为 V=Sh=50×10-4m2×0.06m=3.0×10-4m3 铝块的质量 m=ρ铝V=2.7×103kg/m3×3.0×10-4m3=0.81kg 铝块的重力 G=mg=0.81kg×10Nkg=8.1N (2)容器中水深60cm=0.6m,铝块高6cm=0.06m,则铝块提升到上表面与水面相平,铝块被提升的距离 s=h水﹣h铝=0.6m﹣0.06m=0.54m 由速度公式可得,把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间 (3)铝块浸没时受到的浮力 F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.0×10﹣4m3=3N 铝块匀速上升时受到的浮力、电动机的拉力与铝块的重力平衡,所以电动机对铝块的拉力 F=G﹣F浮=8.1N﹣3N=5.1N 电动机输出功率 P=Fv=5.1N×0.27m/s=1.377W (4)铝块完全露出水面后匀速上升时,电动机对它的拉力F′=G=8.1N,电动机输出功率恒定不变,则铝块露出水面后匀速上升的速度 (5)铝块从浸没于水中到完全露出水面,排开水的体积减小,水面下降,则有 V排=V=S容h 所以水面下降的高度 所以水对容器底部压强的减小值 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-2m=300Pa 答:(1)铝块的重力为8.1N; (2)把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间为2s; (3)电动机输出功率为1.377W; (4)铝块露出水面后匀速上升的速度为0.17m/s; (5)铝块从浸没于水中到完全露出水面,水对容器底部压强的减小值为300Pa。  
推荐试题

在不打破鸡蛋的前提下,如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度?小科进行了探究。

(查阅资料)

刚产出的鸡蛋密度相近,冷却后里面内容物收缩,会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端)。蛋壳主要成分是碳酸钙,其表面有很多微小气孔,以便于蛋内外的气体交换,同时蛋内水分可通过气孔排出。

(实验过程)

任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚,将它们轻放在水中,观察静止后状态。

(实验现象)

(1)4枚鸡蛋漂浮在水面上,其余16枚鸡蛋沉于水底。

(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角,记为θ16枚鸡蛋的大小不一,但尖端基本上比钝端更靠近底面,如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。

(思考与分析)

鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小。

(1)从实验现象可知:鸡蛋的气室位置在鸡蛋的______(填“钝端”或“尖端”)附近。

(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关,图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为______。由此可以从θ大小初步判断鸡蛋的新鲜度。

(3)自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,鸡蛋的______会变小,从而使鸡蛋的密度变小。可以判断,实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。