【題目】經(jīng)濟(jì)建設(shè)中永達(dá)大量機(jī)械設(shè)備,某種起重機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示,A處時(shí)動(dòng)滑輪,B、O處時(shí)定滑輪,D是柱塞(起重時(shí)柱塞沿豎直DC方向?qū)Φ醣跜點(diǎn)有支撐力),E是卷?yè)P(yáng)機(jī).作用在動(dòng)滑輪A上共有3股鋼絲繩,卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使鋼絲繩帶動(dòng)你動(dòng)滑輪A提升重物,起重機(jī)的吊臂OCB可以看做杠桿,且OB:OC=5:1,用該起重機(jī)將浸沒(méi)在水中的長(zhǎng)方體集裝箱勻速提出(忽略水的阻力),放在水平地面上,集裝箱質(zhì)量為4×104kg、底面積為10m2、高為2m.(g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3)求:
(1)浸沒(méi)在水中的集裝箱受到的浮力;
(2)當(dāng)集裝箱放在水平地面上,起重機(jī)未對(duì)集裝箱施力時(shí),集裝箱對(duì)地面的壓強(qiáng);
(3)若集裝箱在水中被提升2m(沒(méi)露出水面),集裝箱受到的拉力所做的功;
(4)當(dāng)集裝箱被提起且仍浸沒(méi)在水中時(shí),若起重機(jī)立柱DC對(duì)吊臂C點(diǎn)豎直向上的作用力為2×106N,起重機(jī)的滑輪組的機(jī)械效率.(吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重力以及輪與繩的摩擦不計(jì))

【答案】
(1)解:集裝箱浸沒(méi)在水中時(shí),排開(kāi)水的體積V=V=Sh=10m2×2m=20m3,

浸沒(méi)在水中的集裝箱受到的浮力:F=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m3=2×105N;

答:浸沒(méi)在水中的集裝箱受到的浮力為2×105N;


(2)解:集裝箱靜放在水平地面時(shí),對(duì)地面的壓力:F=G=mg=4×104kg×10N/kg=4×105N,

集裝箱對(duì)地面壓強(qiáng):p= = =4×104Pa;

答:當(dāng)集裝箱放在水平地面上,起重機(jī)未對(duì)集裝箱施力時(shí),集裝箱對(duì)地面的壓強(qiáng)為4×104Pa;


(3)解:集裝箱浸沒(méi)在水中時(shí),集裝箱受到的拉力:F=G﹣F=4×105N﹣2×105N=2×105N;

集裝箱受到的拉力所做的功:W=Fs=2×105N×2m=4×105J;

答:若集裝箱在水中被提升2m(沒(méi)露出水面),集裝箱受到的拉力所做的功為4×105J;


(4)解:如圖所示,做出動(dòng)力臂L1和阻力臂L2,

因?yàn)椤鰿OG∽△BOF,且OB:OC=5:1.

所以由相似三角形的性質(zhì)可得 = = ,即 =

由杠桿平衡條件可得,起重機(jī)吊臂B處受到的作用力:

F2= = = F1= ×2×106N=4×105N;

由圖可知n=3,則繩子自由端的拉力F= F2

集裝箱沒(méi)有露出水面被勻速提升的過(guò)沉中,起重機(jī)的滑輪組的機(jī)械效率

η= = = = = ×100%=50%.

答:起重機(jī)的滑輪組的機(jī)械效率為50%.


【解析】(1)已知集裝箱底面積為10m2、高為2m.可求得其體積,浸沒(méi)在水中,V=V,根據(jù)F=ρgV可求得集裝箱受到的浮力;(2)集裝箱靜放在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓力等于重力,又知受力面積,利用p= 計(jì)算壓強(qiáng).(3)根據(jù)F=G﹣F可求得拉力,再利用W=Fs可求得集裝箱受到的拉力所做的功.(4)根據(jù)杠桿的平衡條件求出B處所受的力,鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計(jì)時(shí)向上拉力做的功為總功、克服物體重力和所受浮力之差做的功為有用功,然后利用效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率.
【考點(diǎn)精析】利用壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算和浮力大小的計(jì)算對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案,需要熟知壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位:公式:p =F/s ,p表示壓強(qiáng),F(xiàn)表示壓力,S表示受力面積壓力的單位是 N,面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡,記作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡單位很小,一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa);浮力的公式為:F= Ggv

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)家電能表的表盤(pán)上標(biāo)有“1600imp/kWh”“220V 10(20)A”的字樣,如圖是該同學(xué)家上月初和月末電能表的表盤(pán)示數(shù),下列選項(xiàng)正確的是(
A.指示燈閃爍越快,表示電能表所在電路消耗的電能越多
B.該同學(xué)家上月消耗的電能為911kWh
C.該同學(xué)家干路中的電流不得超過(guò)10A
D.斷開(kāi)其他用電器,只讓電飯鍋單獨(dú)工作2min,指示燈閃爍32次,此時(shí)電飯鍋的功率為600W

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【題目】如圖所示,重為100N的物體A在拉力F=5N作用下沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知滑輪組機(jī)械效率為60%,物體A運(yùn)動(dòng)的速度為0.5m/s,則物體A在20s內(nèi)通過(guò)的路程為m,該機(jī)械所做的有用功的功率為W.(忽略繩子和滑輪的重力)

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【題目】某物理興趣小組利用透明橡皮膜、注射器、乳膠管、止水夾等器材制成凹、凸形狀可改變的液體透鏡,并利用液體透鏡探究“光的折射”和“透鏡成像”,如圖所示.
(1)在探究“凸透鏡對(duì)光線的作用”時(shí),首先在兩個(gè)透明玻璃長(zhǎng)方體容器中充入蚊香煙霧,然后將水注入橡皮膜,制成液體透鏡,再將液體透鏡放置在兩個(gè)玻璃容器之間,如圖甲所示,讓光線沿圖示方向射入玻璃容器,經(jīng)透鏡折射后折射光線將(選填“偏離”或“偏向”) 主光軸.
(2)在用液體透鏡探究“凸透鏡成像規(guī)律”時(shí),蠟燭、光屏和液體透鏡的位置如圖乙所示,光屏上出現(xiàn)清晰的(選填“放大”、“縮小”或“等大”)的燭焰像;生活中的就是利用了這一原理.
(3)利用這套裝置還可研究

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【題目】某家庭電路的部分電路如圖所示,其中甲、乙兩處分別裝用電器和開(kāi)關(guān).對(duì)此電路,下列說(shuō)法正確的是( )

A.火線上的保險(xiǎn)絲應(yīng)該改裝到零線上
B.甲處應(yīng)裝用電器,乙處應(yīng)裝開(kāi)關(guān)
C.當(dāng)用電器功率增大時(shí),通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流就增大
D.當(dāng)保險(xiǎn)絲熔斷后,可以用銅絲代替

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【題目】如圖為公交車(chē)自動(dòng)爆玻器(如圖所示),危急時(shí)刻下,司機(jī)只需按下開(kāi)關(guān),自動(dòng)爆玻器即可自動(dòng)完成破窗.自動(dòng)爆玻器就相當(dāng)于一個(gè)電控安全錘,它是利用電磁線圈在通電的時(shí)候產(chǎn)生一個(gè)沖擊力,帶動(dòng)一個(gè)鎢鋼頭擊打車(chē)窗玻璃邊角部位,實(shí)現(xiàn)擊碎玻璃的目的.下列與自動(dòng)爆玻器工作原理相同的是(
A.
B.
C.
D.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】2014年墨西哥的一座深海油井起火,原油在深海井口處泄露,造成了生態(tài)污染.為堵住漏油井口,石油公司派出了水下機(jī)器人潛入深海作業(yè).機(jī)器人下潛到深海漏油井口處時(shí),海水的壓強(qiáng)為1.5×107Pa,漏油井口處海水的深度為m.如果漏油井口的面積為0.2m2 , 則海水在這塊面積上產(chǎn)生的壓力為N.(取ρ海水=1×103kg/m3 , g=10N/kg)

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,在“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,將小鋼球從高度為h的同一斜面上由靜止開(kāi)始滾下,推動(dòng)同一小木塊向前移動(dòng)一段距離s后停下.完成甲、乙、丙所示的三次實(shí)驗(yàn),其中h1=h3>h2 , mA=mB<mC
(1)小鋼球在滾下斜面的過(guò)程中,它的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,其動(dòng)能大小是通過(guò)(選填“高度h”或“距離s”)大小來(lái)反映的;
(2)小鋼球在水平面上不能立即停下,是因?yàn)樾′撉蚓哂?/span> , 小木塊最終會(huì)停下來(lái)是因?yàn)槭艿?/span>力的作用;
(3)分析比較甲和乙兩組實(shí)驗(yàn)可得,物體質(zhì)量相同時(shí),速度越大,動(dòng)能越
(4)分析比較兩組實(shí)驗(yàn)可得出物體的動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系;
(5)綜合上述可知,如圖乙所示的交通標(biāo)志牌是交通管理部門(mén)對(duì)不同車(chē)型設(shè)定的最高

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在“測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的速度”的實(shí)驗(yàn)中,小龍和小柳測(cè)量小明跑40m的速度.
(1)小龍和小柳用(填一種測(cè)量工具)在室外測(cè)出40m的路程.
(2)小柳擔(dān)任計(jì)時(shí)員,他用(填一種測(cè)量工具)測(cè)量小明跑步的時(shí)間,他應(yīng)站在處(選填“起點(diǎn)”或“40m”).
(3)小龍擔(dān)任發(fā)令員,發(fā)令后,小明跑完40m的路程,小柳計(jì)時(shí)如圖所示,由圖可知,小明跑40m所用的時(shí)間為s.
(4)小明跑40m的速度是m/s.

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