(3)小明将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,由实验现象,他经过分析、论证得到的结论是:压力的作用效果与受力面积无关.分析评估他的实验结论.
考点: 探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验。 专题: 应用题;简答题;控制变量法。 分析: (1)压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关.探究压力作用效果跟受力面积大小关系时,控制压力大小不变,改变受力面积大小,分析压力作用效果跟受力面积的关系;探究压力作用效果跟压力大小关系,控制受力面积大小不变,改变压力大小,分析压力作用效果跟压力大小的关系. (2)当压力大小和受力面积大小同时改变时,不能探究压力作用效果和压力大小、受力面积大小的关系. 解答: 答:(1)压力的作用效果与受力面积有关,压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显; (2)受力面积一定时,压力的作用效果与压力的关系; (3)小明得出的结论是错误的;小明同时改变了受力面积和压力的大小,没有控制压力大小不变,不能探究压力作用效果跟受力面积的关系. 点评: 掌握压力作用效果的影响因素,利用控制变量法,探究压力作用效果跟各因素之间的关系.
四、计算题
10.(2012?安徽)如图,某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中称时示数是15N,浸没在水中称时示数是5N,则此时物块受到水的浮力为 10 N,物块的密度为 1.5×10
333kg/m.(水的密度为1.0×10 kg/m )
3
考点: 密度的计算;阿基米德原理。 专题: 计算题。
分析: (1)利用称重法F浮=G﹣F示求物块在水中受到的浮力;
(2)求出来了浮力,利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g求物块排开水的体积(物块的体积);上面测出了物块的重力,利用G=mg=ρVg求物块的密度.
解答: 解:
(1)F浮=G﹣F示=15N﹣5N=10N, (2)∵物块浸没水中,F浮=ρ水V排g, ∴V=V排=G=mg=ρVg, ∴ρ=
=
=
ρ水=
×1×10kg/m
3
3
,
=1.5×10kg/m
3
故答案为:10;1.5×10.
点评: 本题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理的掌握和运用,利用好“称重
法测浮力”求出金属块在水中受到的浮力是本题的突破口.
21.(2012?安徽)一辆小汽车在平直公路上匀速行驶,发动机的牵引力为2000N,速度为108km/h.
(1)求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小. (2)求牵引力在10min内所做的功.
(3)若发动机的牵引力用F表示,小汽车的速度用v表示,请推导出牵引力的功率P=Fv.
考点: 功的计算;二力平衡条件的应用;功率的计算。 专题: 计算题;应用题。
分析: (1)因为轿车匀速行驶,所以汽车所受的阻力与牵引力是一对平衡力,由二力平衡
条件可得出阻力的大小;
(2)根据s=vt求出汽车行驶的距离,根据W=Fs求出引力在10min内所做的功; (3)根据做功公式、功率公式和速度公式即可推导出功率的表达式.
解答: 解:(1)因为轿车匀速行驶时,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
所以受到的阻力f=F=2000N;
答:小汽车匀速行驶时受到的阻力为2000N. (2)汽车行驶的距离:
s=vt=
m/s×600s=18000m,
33
牵引力在10min内所做的功:
7
W=Fs=2000N×18000m=3.6×10J;
7
答:牵引力在10min内所做的功3.6×10J.
(3)根据功率公式P=,做功公式W=Fs,速度公式v=得,
进行推导就会得出P===Fv.
点评: 本题综合考查了二力平衡条件的应用,功和功率的计算,这三个内容相互之间联系
比较紧密;功率的变形公式P=Fv在机车行驶问题中常遇到,要灵活的应用.
19.(2012?随州)如图所示,有一粗细均匀,重为40N,长为4m的长木板AB,置于支架上,支点为0,且AO=1m,长木板的右端B用绳子系住,绳子另一端固定在C处,当长木板AB水平时,绳与水平成30°的夹角,且绳子所能承受的最大拉力为60N.一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下,从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动,求:
①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小 ②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率
③滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平.
考点: 功率的计算;二力平衡条件的应用;杠杆的平衡条件;杠杆的平衡分析法及其应用。 专题: 计算题;图析法。 分析: (1)物体匀速直线运动时处于平衡状态,水平方向受到的两个力为平衡力,根据二力平衡条件求出滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小; (2)根据P=Fv求出当滑块匀速运动时拉力F做功的功率; (3)当M在O点左侧且绳子的拉力为0时,根据杠杆的平衡条件得出滑块水平平衡的最左侧位置;当在O点右侧且拉力为60N时,根据杠杆的平衡条件得出滑块在O点最右侧的位置,即可得出滑块移动的范围,要注意均匀杠杆的重心位于几何中心上. 解答: 解:①滑块匀速运动时处于平衡状态,水平方向的拉力和受到的摩擦力是一对平衡力, 所以根据二力平衡条件可知:f=F=10N; ②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率: P=Fv=10N×1m/s=10W; ③当M在O点左侧离O点X1米,且T=0,则 G?X1+GOA?LOA=GOB?LOB,即50N×X1+10N××1m=30N××3m, 解得:X1=0.8m; 当M在O点右侧离O点X2米时,且T=60N,则 GOA?LOA=G?X2+GOB?LOB﹣T?LOBsin30°,即10N××1m=50N×X2+30N××3m﹣60N×3m×, 解得:X2=1m, 故滑块在O点左侧0.8m到右测1m范围内滑动才能使AB保持水平. 答:①滑块匀速运动时所受的摩擦力为10N; ②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率为10W; ③滑块在O点左侧0.8m到右测1m范围内滑动才能使AB保持水平. 8.(2012.丽水) 2011年7月26日,我国自主研制的第一台深海载人潜水器“蛟龙号”成功突破5000米水深大关,这标志着我国的深海载潜技术已达到世界领先水平.
(1)“蛟龙号”在下潜过程中,所受压强将 增大 (填“增大”、“减小”或“不变”); (2)“蛟龙号”潜水器在下潜过程中,排开水的体积约为23米,则潜水器受到的浮力为
533
2.3×10 牛(海水的密度取ρ=1.0×10千克/米). 考点: 液体的压强的特点;阿基米德原理。 专题: 计算题;应用题。 分析: (1)液体的压强与液体的密度和深度有关,液体内部压强的计算公式是P=ρgh,据此能判断液体蛟龙号所受压强的变化. (2)浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,计算公式为F浮=ρgV排;故据上公式可计算出此时所受的浮力大小. 解答: 解:(1)由于液体内部压强随着深度的增加而增大,故“蛟龙号”在下潜过程中,所受压强将增大; (2)潜水艇在水中下潜的过程,排开水的体积不变,根据浮力的计算公式F浮=ρgV335排=1000kg/m×10N/kg×23m=2.3×10N 5故答案为:(1)增大;(2)2.3×10. 点评: 该题考查了液体内部压强特点的分析和阿基米德原理的应用,是一道综合题,难度不大. 12.(2012.丽水)会飞汽车不是梦!
美国一家公司研制出了“会飞的汽车”(如图),这款车的车身和一般汽车相似,但车门多了两个可折叠的翅膀.在陆地行驶时,翅膀折叠,在空中飞行时,翅膀张开.从汽车到“飞机”的变形在30秒内完成,驾驶员在车内即可完成操作.该车已获准可在美国的空中飞行和公路行驶,是允许上路的第一辆飞行和地面行驶混合车. 以下是该车的一些信息: 汽车质量 空中最大飞行速度 地面最大行驶速度 600kg 200km/h 150km/h 发动机功率 最大飞行距离 轮胎与地面接触面积 75kw 800km 4×0.03m 23
(2)该汽车停在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(3)该汽车以最大飞行速度飞行了800千米,则汽车发动机做功多少?
考点: 重力的计算;压强的大小及其计算;功的计算。 专题: 计算题。 分析: (1)一切物体都具有保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质,这种性质叫惯性. (2)知道汽车的质量,可利用公式G=mg计算出汽车的重力,在水平地面上压力等于重力,又知道轮胎与地面接触面积,可利用公式P=计算出汽车对地面的压强. (3)知道汽车的最大飞行速度和飞行距离,可利用公式t=计算出飞行的时间,又知道发动机的功率,可利用公式W﹣Pt计算出发动机做的功. 解答: 解: (1)汽车降落后,汽车由于惯性还要保持原来的运动状态,因此会继续滑行一段距离才能停下来. 故答案为:惯性. (2)∵m=600kg, ∴汽车的重力为:G=mg=600kg×9.8N/kg=5880N, 而在水平地面上压力等于重力,即F=G=5880N, ∵S=4×0.03m, ∴汽车对地面的压强为:P==(3)∵v=200km/h,s=800km, ∴汽车的飞行时间为:t===4h, =4.9×10Pa.
42又∵p=75kw=75000W, 9∴W=Pt=75000W×4×3600s=1.08×10J. 4答:(2)该汽车停在水平地面上时,对地面的压强是4.9×10Pa. 9(3)该汽车以最大飞行速度飞行了800千米,则汽车发动机做功1.08×10J. 点评: ①解释惯性现象的关键是理解惯性的概念,我们不仅要知道一切物体都有惯性,而且科学的利用惯性为人类服务,还要避免惯性带来的危害. ②本题考查了重力、压强,时间和功的计算,关键是公式和公式变形的理解和应用,在计算过程中要注意单位的换算. 30.(2012.凉州) 2012年5月15日,中国首艘航母平台已顺利完成第六次海试任务回归军港.该舰长302m,宽70.5m,排水量为67500t,求 (1)满载时,航母受到的浮力多大?(g=10N/kg)
(2)某次训练时,通过舰载雷达搜寻目标,雷达发出电磁波后,经2×10s收到回波,则目标距航母的距离是多少km?
﹣3