如图甲所示,放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用,力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙所示。(1)当t=7s时,物体A受到的摩擦力f的大小为__
◎ 题目
如图甲所示,放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用,力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙所示。 (1)当t=7s时,物体A受到的摩擦力f的大小为______N,方向为______________。 (2)根据图乙有关信息,请用公式P=Fv,求F=10N时该力的功率。 (3)如图丙所示,在A的两侧分别挂上柱状重物B、C,且C的一部分浸人水中。已知GB=20N,Gc=50N,C的横截面积为30cm2,长度足够,水够深。则当物体A不受摩擦力作用时,C的下底面受到的水的压强是多少?若物体A移动就会触发报警装置(图中未画出),当物体A不移动时,最高水位与最低水位的差是多少?(g取10N/kg) |
◎ 答案
(1)10;水平向左; (2)拉力的功率为0 W或50W。 (3)当物体A不受摩擦力作用时,C的下底面受到的水的压强是1×104Pa,当物体A不移动时,最高水位与最低水位的差是0.8m |
◎ 解析
分析:(1)当t=7s时,物体A受到的力是12N,物体在加速运动,故由此判断不出物体所受摩擦力的大小,但知道此时物体受到的摩擦力是滑动摩擦力,又由于当时间大于8s时,物体在力10N的情况下物体做匀速直线运动,故可知物体的摩擦力也是10N,滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关,故当t=7s时,物体A受到的摩擦力也是10N,方向与物体的运动方向相反,故水平向左; (2)由于当拉力F=10N时,拉力与滑动摩擦力相等,故物体可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态,故功率就可能有两个,速度的大小分别为0和5m/s; (3)当物体A不受摩擦力时,A受到左右两侧的拉力是相等的,由B、C的重力即可计算C受到的浮力,然后通过浮力就是下底面的压力,再除C的底面积得压强,也可以由浮力求排开液体的体积,再由面积得浸入水中的深度,最后再由液体压强公式计算得出压强来,这样麻烦些; 当物体A受到摩擦力时,由图乙可知,物体A的最大静摩擦力是12N,要保证物体A不移动,最大静摩擦力的方向或向左或向右,故物体C受到的浮力差值为12N×2=24N;由此可计算排开水体积的变化,进而得出液面高低的变化量,这就是最高水位与最低水位的差。 (1)10;水平向左; (2)解:当F=10N时,物体处于静止状态或以5m/s的速度做匀速直线运动 ①物体静止时,P=Fv=10N×0m/s=0W; ②当物体以5m/s的速度匀速运动时,P=Fv=10N×5m/s=50W; 答:拉力的功率为0 W或50W。 (3)解:由题意可知,当物体不受摩擦力作用时,物体C受到的浮力 F浮=GA-GB=50N-20N=30N; 根据浮力产生的原因可知:F浮=pS;故p===1×104Pa; 由题意可知,物体A静止时,物体C所受浮力的最大变化量⊿F浮=2×12N=24N; ⊿h====0.8m; 答:当物体A不受摩擦力作用时,C的下底面受到的水的压强是1×104Pa,当物体A不移动时,最高水位与最低水位的差是0.8m |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图甲所示,放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用,力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙所示。(1)当t=7s时,物体A受到的摩擦力f的大小为__…”主要考查了你对 【力的合成与应用】 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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