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如图所示,物体A重120N,物体B的体积是1dm3,此时A恰能沿着水平桌面以0.2米/秒向右做匀速直线运动;若将B始终浸没在水中并以原速度匀速上升,需要对A施加100N水平向左的拉力

网友投稿  2022-06-11 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,物体A重120N,物体B的体积是1dm3,此时A恰能沿着水平桌面以0.2米/秒向右做匀速直线运动;若将B始终浸没在水中并以原速度匀速上升,需要对A施加100N水平向左的拉力,则下列选项正确的是(不计摩擦、绳重及滑轮重,g取10N/kg)(  )
A.物体B匀速下降的速度是0.1米/秒
B.物体A向左做匀速直线运动与桌面之间的摩擦力为100N
C.物体B在水中匀速上升时,绳的拉力功率为2W
D.物体B密度是3×103千克/米3

◎ 答案

D

◎ 解析

试题分析:①由图知,克服A物体与水平桌面摩擦力的绳子有2段,已知物体移动的速度,可以得到B物体下滑的速度;
②物体A在物体B的作用下向右匀速直线运动,物体A在水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力作用,根据二力平衡条件得出等式.
物 体A向左匀速直线运动时,物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,物体A和水平桌面的摩擦力不变.物体水平向左匀速直线运动,物体A水平方向上受 到水平向左的拉力、水平向右绳的拉力、水平向右的摩擦力作用,根据力的平衡得出等式,对始终浸没在水中B物体受力分析可知,受到竖直向上绳子的拉力和浮 力,竖直向下的重力;根据力的平衡和阿基米德原理、密度公式得出等式,联立方程即可得出物体B的密度、物体A与地面之间的摩擦力和拉力的功率.

解:
A、B物体下滑的速度为vB=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s.此选项错误;
B、C、D、当物体A水平向右匀速运动时,分别对A、B物体受力分析如下图所示:
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则根据力的平衡条件可得:f=2F1,F1=GB
∵G=mg,m=ρV,∴f=2GB=2mBg=2ρVg----------------①
当A向左匀速直线运动时,分别对A、B物体受力分析如下图所示:
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∵A物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,∴f的大小不变,
则根据力的平衡条件可得:F=f+F2,F2=2(GB-F),∴F=f+2(GB-F)------------②
∵B物体始终浸没在水中,∴V=V,∴FgV------------③
由①②③式可得:
∴F=4ρVg-2ρgV,
即:
物体A受到的摩擦力为f=2GB=2ρgV=2×3×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=60N.
B物体的重力为GB=30N,
B受到的浮力为FgVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N,
物体B在水中匀速上升时,绳的拉力为F2=GB-F=30N-10N=20N,
拉力的功率为P2=F2vB=20N×0.4m/s=8W.
选项B、C错误,选项D正确.
故选:D.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,物体A重120N,物体B的体积是1dm3,此时A恰能沿着水平桌面以0.2米/秒向右做匀速直线运动;若将B始终浸没在水中并以原速度匀速上升,需要对A施加100N水平向左的拉力…”主要考查了你对  【滑轮组及其工作特点】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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