如图所示,顶面带有光滑凹槽的轻质杠杆AB可以绕支点O转动,杠杆的A端用细线沿竖直方向连接在地板上,OB=0.5m,在杠杆的B端悬挂一个密度为0.8×103kg/m3的圆柱体M。地板上有-八年级物理
题文
如图所示,顶面带有光滑凹槽的轻质杠杆AB可以绕支点O转动,杠杆的A端用细线沿竖直方向连接在地板上,OB=0.5m,在杠杆的B端悬挂一个密度为0.8×103kg/m3的圆柱体M。地板上有一个盛满水的容器。在圆柱体M体积的1/3浸入水中时,从容器内溢出0.4N的水,杠杆在水平位置平衡。此时让一个质量为200g的小球从B点沿凹槽向A端匀速运动,经过4s的时间,系在A端细线的拉力恰好等于0N。若整个过程中杠杆始终保持水平平衡,则小球的运动速度为________m/s。(g取10N/kg) |
答案
0.16. |
试题分析:圆柱体受到的浮力: F浮=G排=0.4N, ∵F浮=ρ水V排g, ∴圆柱体浸入水中的体积: V浸=V排==4×10﹣5m3, ∴圆柱体的体积: V木=3V浸=3×4×10﹣5m3=1.2×10﹣4m3, 圆柱体的质量: m=ρ木V木=0.8×103 kg/m3×1.2×10﹣4m3=0.096kg, 圆柱体重: G=mg=0.096kg×10N/kg=0.96N, 所以杠杆B端受到的拉力: FB=G﹣F浮=0.96N﹣0.4N=0.56N, ∵杠杆平衡, ∴FA×OA=FB×OB, 小球的质量为: m球=200g=0.2kg, 小球的重: G球=m球g=0.2kg×10N/kg=2N, 设小球的运动速度为v, 则小球滚动的距离s=vt, 当A端的拉力为0时,杠杆再次平衡,此时小球到O点距离: s′=s﹣OB=vt﹣OB=v×4s﹣0.5m, ∵杠杆平衡, ∴G球×s′=FB×OB, 即:2N×(v×4s﹣0.5m)=0.56N×0.5m, 解得: v=0.16m/s. 点评:本题考查了重力公式、密度公式、速度公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件,知识点多、综合性强,难度大。 |
据专家权威分析,试题“如图所示,顶面带有光滑凹槽的轻质杠杆AB可以绕支点O转动,杠杆的..”主要考查你对 浮力产生的原因 等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
浮力产生的原因
考点名称:浮力产生的原因
- 浮力产生的原因:
浮力是由于周围液体对物体上、下表面的作用存在压力差而产生的。如图所示,浸没在液体中的立方体,左右两侧面,前后两侧面所受水的压力大小相等,方向相反,彼此平衡。而上、下两表面处的液体中不同深度,所受到的液体的压强不同,因受力面积相等,所以压力不相等。下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力,因而产生了浮力,所以浮力的方向总是竖直向上的,即F浮=F向上一F向下。 对浮力产生原因的说明:
(1)当物体上表面露出液面时,F向下=0,则F浮=F向上。如:物体漂浮时,受到的浮力等于液体对它向上的压力。
(2)浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如:桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合,水对它向上的压力F向上=0,故物体不受浮力作用。可见产生浮力的必要条件是:F浮=F向上—F向下>0,即F向上>F向下。当F向上=0或F向上≤F向下时,物体不受浮力作用。
(3)同一物体浸没在液体的不同深度,所受的压力差不变,浮力不变。
(4)浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此,在分析物体的受力情况时,浮力和液体的压力不能同时考虑。对“压力差法”的理解:
根据浮力产生的原因,物体浸在液体中受到的浮力等于物体受到的液体向上和向下的压力差,即F浮= F下一F上(F下表示物体下表面受到的液体向上的压力, F上表示物体上表面受到的液体向下的压力)。此方法多用于求解形状规则的物体受到的浮力。
例一个边长为10cm的正方体浸没在水中,下表面距水面30cm,物体下表面受到水的压强是____Pa,物体受到的浮力是___N。(g取10N/kg)
解析:边长为10cm的正方体的一个面的面积为S =0.01m2,上表面距水面的距离:h=0.3m—0.lm=0.2m。上表面受到的压强为: 0.2Pa=2×103Pa;物体上表面受到的压力:F上=p上S =2×103Pa×0.01m2=20N;物体下表面受到的压强为:.物体下表面受到的压力:0.01m。=30N。
物体受到的浮力:。
答案:3×103 10
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