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物理八年级下册三、连通器同步训练题
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这是一份物理八年级下册三、连通器同步训练题,共15页。试卷主要包含了3 连通器》同步练习,下列单位换算中正确的是,05 g,以下器具中不属于连通器的是等内容,欢迎下载使用。
北师大版八年级下册《8.3 连通器》同步练习
一 、单选题(本大题共12小题,共36分)
1.(3分)下列单位换算中正确的是( )
A. 50mg=50mg×10-3=0.05 g
B. 50mg=50×10-3=0.05 g
C. 50mg=50mg×10-3g=0.05g
D. 50mg=50×10-3g=0.05g
2.(3分)射箭时,拉开的弓弦能将箭射出,箭离开弓弦后还能继续飞行,小明根据这一现象得出了以下结论:①弓弦对箭施加的力改变了箭的运动状态:②弓的弹性势能转化为箭的动能;③箭由于惯性仍能继续飞行;④在空中飞行的箭若不受任何力作用,将处于静止状态,其中说法正确的是( )
A. 只有① B. 只有①② C. 只有①②③ D. ①②③④都正确
3.(3分)我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理(如图所示),此时杠杆处于平衡状态(忽略杆的质量),有关它的说法正确的是()
A. 杠杆在图示的位置平衡时,“权”的质量小于“重”的质量
B. “权”和“重”增加相同的质量,A端会上扬
C. 增大“重”时,应把“权”向B端适当移动
D. 若将提钮O向B端移动一些,杆秤的测量范围将变小
4.(3分)如图是我国自主研发的C919商用大飞机飞行时,飞机机翼上方的空气流速与压强的关系正确的是()
A. 空气流速大,压强大 B. 空气流速大,压强小
C. 空气流速小,压强小 D. 空气流速小,压强大
5.(3分)2022年3月23日,神舟十五号航入员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,在第二课中,王亚平老师和叶光富老师在太空中向同学们展示了“太空抛物”,王亚平将冰墩墩抛出后,叶光富老师很轻松地接住了,如图所示,忽略空气的阻力,下面有关说法错误的是()
A. 航天员可以在太空站里生活,所以“天宫”内的气压大于“天宫”外气压
B. 王亚平老师将冰墩墩抛出时,对冰墩墩没有做功
C. 当冰墩墩离开王亚平老师的手后,做匀速直线运动
D. 叶光富老师接住冰墩墩时施加了阻力,说明力能够改变物体的运动状态
6.(3分)王老师将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(知图).然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,以下分析正确的是( )
A. 乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
B. 乒乓球上浮过程中,受到的浮力等于受到的重力
C. 图中乒乓球静止时没有受到浮力作用
D. 图中乒乓球静止时受到的支持力与重力平衡
7.(3分)以下器具中不属于连通器的是( )
A. 地漏 B. 自制气压计
C. 船闸 D. 乳牛自动喂水器
8.(3分)关于物理知识的应用,下列说法正确的是( )
A. 跳远时利用助跑,可以跳得更远,是由于运动员起跳后仍然受到了惯性力的作用
B. 躺在吊床上的人,感觉很舒服,是因为增大了接触面积,从而减小了吊床对人的压力
C. 行驶的自行车要停下来,就要刹车,刹车时捏闸用力越大,自行车停得就越急,这是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦使自行车停下来的
D. 砌墙时常常用重垂线来检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向是竖直向下的原理
9.(3分)如图所示,小球由静止开始沿光滑的斜面下滑,经过A、C两位置时具有相同的( )
A. 速度
B. 重力势能
C. 机械能
D. 动能
10.(3分)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是( )
A. 向海底下潜过程中,受到海水的压强变大
B. 海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C. 对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D. 对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
11.(3分)如图所示,是拔河比赛的场景。在拔河比赛中,下列说法中错误的是( )
A. 运动员常常穿比较新的鞋子,这是由于新鞋鞋底较粗糙,可以增大鞋与地面之间的摩擦
B. 比赛时,运动员身体向后倾斜,两腿弯曲,可以降低重心,来提高稳定程度
C. 比赛中,输赢双方对绳子的拉力大小不相等,赢的一方拉力更大
D. 比赛中,输的一方受到的力是非平衡力作用,故要向前移动
12.(3分)游客潜入海底观光,在水面下不断下潜的过程中,受到的浮力和压强的变化情况是( )
A. 浮力逐渐变大 B. 浮力保持不变 C. 压强保持不变 D. 压强逐渐减小
二 、填空题(本大题共8小题,共33分)
13.(5分)一个小铁球静止在光滑水平桌面上,当一个磁极沿水平方向靠近它时,观察到出现的现象是 ______;如果让小球从斜面上滚下,沿着它水平运动的方向放一个磁体,如图甲,则观察到小铁球的速度变大;再次让小球从斜面上滚下,在它运动的侧旁放一个磁体如图乙,看到的现象是 ______。以上实验说明力可以改变 ______。
14.(5分)下列事例是生活中常见的。
(1)插入软包装饮料盒内的吸管一端被削得很尖;
(2)拖拉机安装履带;
(3)埋电线杆时垫上一块石头;
(4)滑冰时穿带有冰刀的鞋.
其中属于为了增大压强的是 ______ ,为了减少压强的是 ______ 。(选填序号)
15.(4分)如图所示,旗杆顶上安装定滑轮(图甲)的好处______,塔吊中使用的滑轮组(图乙)好处是___________,乙图中用104N的拉力F将重为1.8×104N的重物匀速竖直提升10m,历时20s,则滑轮组的机械效率是___,拉力F的功率为_____W.
16.(2分)高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。据报道:一个30g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨,从25楼抛下可使人当场死亡。由此可知,鸡蛋的重力势能与______有关,下落过程是将重力势能转化为______。
17.(5分)“人抬扁担”这句话中,施力物体是________,受力物体是________;“扁担压人”这句话中,施力物体是________,受力物体是________.
18.(5分)一台起重机在10 s内将重为3 600 N的货物匀速提高了4 m,起重机做的有用功是______J;若起重机做的额外功是9 600 J,则机械效率是_______,起重机的功率是_________W.
19.(2分)用如图甲所示的滑轮组,将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。(不计绳重和摩擦)则:在0~1s内,地面对物体的支持力等于______N;在2~3s内,拉力F做的功等于______J。
20.(5分)A、B两物体叠放在水平桌面上,如图所示,当右端挂10N的物体C时,物体A、B恰好能一起向右做匀速直线运动,此时A、B间的摩擦力为 ______N,桌面对物体B的摩擦力为 ______N;若对物体B施加一个水平向左的力使物体A、B一起向左做匀速直线运动。绳与滑轮间的摩擦忽略不计、该力的大小为 ______N。
三 、计算题(本大题共1小题,共10分)
21.(10分)如图1,科考人员在一底面积为4m2的圆柱形深井底部(井底水平,井中水的质量不变),发现一贵重圆柱体金属物体(物体未与井底紧密接触)。现用图2的装置将其打捞上来,若牵引车以0.1ms的速度匀速向右行驶,通过滑轮组将物体由井底开始往上拉,牵引车对绳的拉力的功率随时间变化如图3.(忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦)求:
(1)物体离开水面后,在空中时牵引车对绳子的拉力;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力;
(3)物体未被打捞时对井底的压强。
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】
本题根据质量单位的进率进行换算,单位换算的步骤为:原来的数字、乘号、进率、后来的单位、最终结果。 此题主要考查了质量单位之间的换算关系,属于考试的基础知识题,注意科学记数法的表示方法和指数的运算。
1g=1000mg,
则50mg=50×10-3g=0.05g,故D正确,ABC错误。
故选D。
2.【答案】C;
【解析】解:
①弓对箭施加的力使箭由静止变为运动,改变了箭的运动状态,故①正确;
②箭射出时,弓的弹性形变程度变小,弹性势能减小;箭由静止变为运动,动能增大;所以,弓的弹性势能转化为箭的动能,故②正确;
③射出去的箭离开弓以后能够继续向前运动,是箭由于惯性仍然保持原来的运动状态,故③正确;
④在空中飞行的箭若不受任何力作用,将保持原来的运动状态,继续做匀速直线运动,故④错误。
综上分析可知,只有①②③正确。
故选C。
(1)力可以使物体发生形变,拉弓的力改变了弓的形状。
(2)拉弓射箭时,弓发生了弹性形变,弓具有了弹性势能,箭射出去就是因为弓的弹性势能转化为了箭的动能;
(3)惯性是物体本身的一种性质,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质;
(4)根据牛顿第一定律分析解答。
这是一道综合题,考查了能量的转化、力的作用效果、惯性和牛顿第一定律,是一道基础题。
3.【答案】A;
【解析】解:A、杠杆在图示的位置平衡时,根据杠杆平衡条件可得“权”ד标”=“重”ד本”,由图可知“标”大于“本”,则“权”的质量小于“重”的质量,故A正确;
B、设增加的质量为Δm,由图可知,杠杆平衡时“标”大于“本”,则Δmד标”>Δmד本”即“权+Δm”ד标”>“重+Δm”ד本”,A端会下沉,故B错误;
C、在“权”不变时,“重”增大,需要“标”增大,即把“权”向A端适当移动,故C错误;
D、将提钮O向B端移动一些,“标”增大,则“权”和“标”的乘积增大,而“本”变小,由杠杆平衡可知“重”增大,即杆秤测量范围增大,故D错误。
故选:A。
(1)利用杠杆平衡条件分析;
(2)A端是否上扬,除了跟增加的质量有关外,还与力臂有关;
(3)重增大,在权不变时,需要标增大;
(4)标增大,则权和标的乘积增大,而本变小,由杠杆平衡可知重增大,据此解答。
此题主要考查杠杆的五要素、杠杆平衡条件及其应用,理解杠杆的五要素及平衡条件是解答本题的关键。
4.【答案】B;
【解析】解:等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于机翼上表面弯曲、下表面平直,所以空气通过机翼上方的空气流速大、压强小;机翼下方的空气流速小、压强大,使飞机受到一个向上的升力,故B正确。
故选:B。
气体和液体称为流体,常见的流体是空气和水,流体流速大的地方压强小,流体流速小的地方压强大。
本题解题关键是了解机翼的形状特点以及空气流速与压强的关系。
5.【答案】B;
【解析】解:A、空间站内有空气,空间站外没有空气,空间站内空气存在气压;所以“天宫”内的气压大于“天宫”外的气压,故A正确;
B、王亚平老师将冰墩墩抛出的瞬间,既有力作用在冰墩墩上,也在力的方向上移动的一定的距离,所以,王亚平老师对冰墩墩做了功,故B错误;
C、当冰墩墩离开王亚平老师的手后,冰墩墩将不受外力作用,此时它将做匀速直线运动,故C正确;
D、叶光富老师接住冰墩墩时施加了阻力,说明力能够改变物体的运动状态,故D正确。
故选:B。
(1)空间站内空气存在气压,而太空是真空状态;
(2)做功的两个要素:作用在物体上的力和在力方向上移动了距离;
(3)运动的物体在受外力作用时,将做匀速直线运动;
(4)力可改变物体的运动状态。
此题主要考查力是否做功的判断、大气压的存在、力与运动的关系以及力的作用效果,是一道基础题。
6.【答案】C;
【解析】解:AB、乒乓球上浮过程中,露出水面之前受到的浮力大于重力;露出水面的过程中,重力不变,浮力减小,当乒乓球漂浮时浮力等于重力。故AB错误;
C、图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口流出,但乒乓球下表面受到的压力小于上表面受到的压力,所以不受浮力作用,故C正确;
D、乒乓球静止时,受重力、水的压力和支持力,在这三个力的作用下处于平衡状态,
故选:C。
(1)(2)浮力大于重力,物体上浮;根据阿基米德原理判断浮力的变化情况;
(3)根据浮力产生的原因进行分析;
(4)乒乓球静止时受到水的压力、重力和支持力作用,在这几个力的作用下处于静止状态。
本题是与浮力有关的知识,考查了平衡力的分析、阿基米德原理的应用及浮力产生的原因,在学习过程中,要注重理解。
7.【答案】B;
【解析】解:A、地漏的结构符合上端开口,底部相互连通的容器,是连通器;
B、自制气压计的结构不符合上端开口,底部相互连通的容器,不是连通器;
C、船闸的结构符合上端开口,底部相互连通的容器,是连通器;
D、乳牛自动喂水器的结构符合上端开口,底部相互连通的容器,是连通器。
故选:B。
根据连通器的定义进行判断。上端开口、底部相互连通的容器是连通器。
本题抓住连通器的定义是关键,连通器是上端都要开口,下端都要连通的容器。
8.【答案】D;
【解析】
这道题主要考查惯性、压强、摩擦力、重力的方向,是一道综合性较强的题目,也是中考常见题型。
(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大;
(2)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
(3)增大摩擦的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度;
(4)重力的方向是竖直向下的,根据重力方向竖直向下,制成重锤检查墙壁是否竖直,检查桌面或窗台是否水平。
A、跳远运动员助跑起跳是为了利用惯性,但不能说受到了惯性力的作用,故A错误;
B、躺在吊床上的人,感觉很舒服,是因为增大了接触面积,从而减小了吊床对人的压强。故B错误;
C、刹车时要用力捏闸,是在接触面粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦力。故C错误;
D、根据重力方向竖直向下,如果墙壁和重锤线是平行的,墙壁是竖直的,否则墙壁不竖直。故D正确。
故选:D。
9.【答案】C;
【解析】
此题主要考查了学生对机械能及其转化的掌握情况,本题比较简单。
物体高度的变化影响重力势能,速度的变化影响动能;因为斜面光滑,在重力势能和动能的转化中,机械能的总和不变。
(1)掌握动能、重力势能的影响因素;(2)能判断动能、重力势能、机械能的变化。转化时机械能是否变化。
A.小球在下滑过程中速度越来越快,故C点的速度大于B点,故A错误;
B.C点比B点低,因此C点的重力势能小于B点,故B错误;
C.小球由静止开始沿光滑的斜面下滑时,重力势能减小(因高度降低),动能增加(因速度增大);重力势能不断转化为动能,因斜面是光滑的,在势能转化为动能时,没有能量的损失,即机械能不变,故B点和C点的机械能相同。故C正确;
D.C点的速度大于B点的速度,故C点的动能大于B点,故D错误。
故选C。
10.【答案】A;
【解析】解:AB.海水的密度ρ海水不变,根据p=ρgh可知,在下潜过程中,深度增加,受到的海水的压强变大,水平游动时,深度不变,受到的海水的压强不变,故A正确、B错误;
CD.海水的密度ρ海水不变,根据F浮=ρ液v排g可知,对背心进行放气后,排开水的体积变小,受到海水的浮力变小,对背心进行充气后,排开水的体积变大,受到海水的浮力变大,故CD错误。
故选:A。
(1)根据p=ρgh分析判断压强变化情况;
(2)根据F浮=ρ液v排g分析判断浮力变化情况。
此题主要考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式的掌握和运用,得出排开水体积的变化和深度变化是突破口。
11.【答案】C;
【解析】解:A、运动员常常穿比较新的鞋子,由于新鞋鞋底较粗糙,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故A正确;
B、运动员身体后倾、两腿弯曲时,身体的重心降低,能提高稳定程度,故B正确;
C、比赛过程中,输赢双方的拉力是相等的。故C错误;
D、对输的一方来说,由于受到赢的一方的拉力大于地面对他的摩擦力,所以是非平衡力,非平衡力改变了原来的运动状态,输的一方要向前移动。故D正确。
故选:C。
(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)力的作用是相互的,一对相互作用力作用在两个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
(3)物体的运动状态发生改变,一定受到非平衡力的作用。
此题主要考查力的作用的相互性,增大或减小摩擦的方法的理解和掌握,此题紧扣教材,联系实际,符合新课程理念,利于激发学生学习物理的兴趣。
12.【答案】B;
【解析】解:游客在水面下不断下潜的过程中,海水的密度ρ海水不变
∵F浮=ρ海水v排g,排开水的体积不变,
∴游客受到的浮力不变;
∵p=ρ海水gh,游客所处的深度h变大,
∴游客受到的海水的压强变大;
故选B
游客在水面下不断下潜的过程中,排开海水的体积不变、所处深度变大,但海水的密度不变,利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρ液v排g和液体压强公式p=ρ液gh分析判断.
该题考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式的掌握和运用,得出排开水体积的变化和深度变化是突破口.
13.【答案】小铁球被吸引 小铁球运动方向发生改变 物体的运动状态;
【解析】解:一个小铁球静止在光滑水平桌面上,当一个磁极沿水平方向靠近它时,磁铁吸引小铁球;
让小球从斜面上滚下,在它运动的侧旁放一个磁体,小铁球受到吸引力作用,小铁球的运动方向发生了改变,所以力可以改变物体的运动状态。
故答案为:小铁球被吸引;小铁球的运动方向发生变化;物体的运动状态。
(1)磁体吸引磁性材料;
(2)力可以改变物体的运动状态,物体速度大小和方向的改变都属于运动状态的改变。
这是课本实验的一个变形,通过变形的实验考查了磁体吸引磁性材料、力改变速度的大小和方向,实验设计比较新颖。
14.【答案】①④;②③;
【解析】解:
①插入软包装饮料盒内的吸管一端被削得很尖,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强;
②拖拉机安装履带,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强;
③埋电线杆时垫上一块基石,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强;
④滑冰时穿带有冰刀的鞋,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强;
可见,为了增大压强的是①④,为了减小压强的是②③。
故答案为:①④;②③。
(1)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力来增大压强;压力一定时,减小受力面积来增大压强。
(2)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力来减小压强;压力一定时,增大受力面积来减小压强。
这道题主要考查的是增大、减小压强的方法及其应用,在平时的学习过程中,要擅于运用物理知识来解释一些日常现象,从而为解答此类题积累经验,分析时注意用好控制变量法。
15.【答案】改变力的方向;省力;60%;1.5×104;
【解析】定滑轮不省力,但能改变力的方向;动滑轮能省一半的力,但不能改变力的方向;滑轮组既能省力也能改变力的方向.则滑轮组的机械效率是机械效率η=(W有用/W总) ×100%=(Gh/Fs)×100%=(G/nF)×100%=(1.8×104N /3×104N)×100%=60%;重物匀速上升的速度为v物=h/t=10m/20s=0.5m/s;绳子移动的速度v绳=1.5 m/s;拉力F的功率为P=W/t=Fv=104N×1.5 m/s=1.5×104W.
16.【答案】高度 ; 动能 ;
【解析】解:因为18楼的高度非常高,所以鸡蛋一开始具有很大的重力势能,在下落的过程中,质量不变,高度减小,速度不断增大,重力势能转化为动能,由此可知重力势能与高度有关。
故答案为:高度;动能。
重力势能的影响因素是物体的质量和高度,质量越大、位置越高,重力势能越大;动能的影响因素是物体的质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
首先明确被研究的物体,然后根据动能、重力势能影响因素,再判断动能、重力势能大小变化及它们间的转化。
17.【答案】人 扁担 扁担 人;
【解析】
力不能离开物体而存在,有力至少有两个物体,一个是施力物体,一个是受力物体。
解决此类题目要结合作用力和反作用力考虑,即一个物体在施力的同时必然也受力,另一个物体在受力的同时必然也是施力物体。
力是指物体对物体的作用,所以发生力的作用时,至少有两个物体,一个是施加作用的物体叫施力物体,另一个是受到作用的物体叫受力物体,由此可判断:“人抬扁担”,人对扁担施加抬的作用,人是施力物体,扁担受到人的抬的作用是受力物体,“扁担压人”扁担对人施加了力,扁担是施力物体,人是受力物体。
故答案为:人;扁担;扁担;人。
18.【答案】1.44×104;60%;2400;
【解析】
此题主要考查了有用功、总功、机械效率、功率的计算,关键要理解有用功和总功的定义、灵活应用相关公式。
(1)利用W=Gh求起重机做的有用功;
(2)总功等于有用功与额外功的和,机械效率等于有用功与总功之比;
(3)利用P=Wt求起重机的总功率。
(1)起重机做的有用功:
W有用=Gh=3600N×4m=1.44×104J,
(2)起重机做的总功:
W总=W有+W外=1.44×104J+9.6×103J=2.4×104J;
则机械效率:
W= W有用 W总 =1.44×104J 2.4×104J ×100%=60%;
(3)起重机的总功率:
P= W总 t=2.4×104J 10s=2400W。
故答案为:1.44×104;60%;2400。
19.【答案】10 ; 360 ;
【解析】解:(1)由图甲可知,动滑轮上承担物重的绳子股数n=3;
由图丙可知在2~3s内,重物做匀速运动,由图乙可知此时拉力F2=40N,
不计绳重和绳与轮之间的摩擦,则绳端拉力F=13(G+G动),
所以G动=3F2-G=3×40N-100N=20N。
由图乙可知0s~1s内,拉力F3=30N;由图丙可知,此时重物处于静止状态,
则物体和动滑轮受到向上的总拉力F总=3F3=3×30N=90N,
所以,0s~1s内,物体对地面的压力F压=G+G动-F总=100N+20N-90N=30N;
(2)由图可知在2~3s内,拉力F3=40N,重物上升高度h3=4.5-1.5=3m
拉力F的作用点下降的距离s3=3h3=3×3m=9m,
拉力做的功:
W=F3S3=40N×9m=360J
故答案为:30;360。
由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h。
由F-t图象得出在2~3s内的拉力F,根据F=
1
3
(G+G动)计算动滑轮重力;
由F-t图象得出在0s~1s时的拉力F,然后根据利用力的合成计算物体对地面的压力。地面对物体的支持力等于物体对地面的压力;
由F-t图象得出在2~3s内的拉力F,由h-t图象得出重物上升的高度,求出拉力F的作用点下降的距离,利用W=FS求拉力所做的功。
本题是一道力学综合题,涉及到功、功率的计算,能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键。
20.【答案】0 10 20;
【解析】解:物体A、B恰好能一起向右做匀速直线运动,此时A、B之间没有发生相对滑动,也没有发生相对滑动的趋势,所以A、B间的摩擦力为0;
物体A、B水平向右运动时,在水平方向上受到物体C对物体B施加的水平向右的拉力为10N、水平向左的摩擦力作用,因物体B处于匀速直线运动状态,则摩擦力和拉力是平衡力,所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等,为10N;
物体A、B水平向左运动时,由于压力不变,接触面粗糙程度不变,物体B受到的摩擦力不变,所以物体B水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力也是10N;
物体A、B水平向左匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力10N(物体C对物体B施加的)、水平向右的摩擦力10N,水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,所以水平向左的拉力,F'=F+f=10N+10N=20N。
故答案为:0;10;20。
摩擦力产生的条件:两个物体之间有压力,且发生了相对滑动或有相对滑动的趋势;物体A、B在物体C的作用下向右做匀速直线运动,物体B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,根据二力平衡条件求出摩擦力大小;物体B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B和水平桌面的摩擦力不变。物体B水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力、水平向右的摩擦力作用,水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,根据平衡力条件求出水平向左的拉力。
本题物体B向右匀速直线运动,分析受力情况,根据平衡力条件求出摩擦力大小,根据摩擦力大小的影响因素,判断出物体B向左和向右运动的摩擦力大小不变,物体B向左匀速直线运动,再次分析受力情况,根据平衡力条件求出拉力大小。
21.【答案】解:(1)由图3知,物体离开水面后,在空中时牵引车对绳子的拉力的功率为1×104W,已知牵引车的速度为0.1m/s,
根据P=Wt=Fst=Fv可得,
物体离开水面后,在空中时牵引车对绳子的拉力:
F=Pv=1×104W0.1ms=1×105N;
(2)由图2知,n=2,在忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦时,
物体离开水面后,在空中时牵引车对绳子的拉力F=12G,
则物体的重力:G=2F=2×1×105N=2×105N;
由图3知,物体全部浸没水中时拉力的功率为0.9×104W,
此时牵引车对绳子的拉力:F′=P'v=0.9×104W0.1ms=9×104N;
则动滑轮拉物体的力:F拉物=2F′=2×9×104N=1.8×105N;
物体受到的浮力为:F浮=G-F拉物=2×105N-1.8×105N=2×104N;
(3)物体全部浸没水中时,根据F浮=ρ液gV排可得,物体的体积:
V=V排=F浮ρ水g=2×104N1.0×103kgm3×10Nkg=2m3;
因为有2段绳子承担物重,
所以牵引车的速度为物体速度的2倍,
故物体的速度为:v物=12v牵引车=12×0.1m/s=0.05m/s;
由图3知,物体从刚开始露出水面到完全露出水面用的时间t=90s-60s=30s;
则物体的高度为:h上=v物t=0.05m/s×30s=1.5m;
又因为液面下降的高度为:
△h=V物S井=2m34m2=0.5m;
物体的高度为:h=h上+△h=1.5m+0.5m=2m
圆柱体物体的底面积为:S物=Vh=2m32m=1m2;
物体未被打捞时受重力、浮力、井底的支持力,
井底的支持力为:F支持=G-F浮=2×105N-2×104N=1.8×105N;
又因为物体对井底的压力和井底对物体的支持力是一对相互作用力,大小相等为1.8×105N;
则物体未被打捞时对井底的压强:p=F压S=1.8×105N1m2=1.8×105Pa。
答:(1)物体离开水面后,在空中时牵引车对绳子的拉力为1×105N;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力2×104N;
(3)物体未被打捞时对井底的压强1.8×105Pa。;
【解析】
(1)根据P=Wt=Fst=Fv算出各段的拉力;
(2)根据图知有2段绳子承担物重,在忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦时,根据F=12G或F=12F拉物算出各段的拉物体的力;根据F浮=G-F拉算出浮力;
(3)根据阿基米德原理算出物体的体积,根据图象3、牵引车的速度和滑轮组的绕法算出物体上升的高度,根据h=V物S井算出液面下降的高度,物体上升的高度加液面下降的高度即为物体的高度,根据V=Sh算出物体的底面积,对物体受力分析算出物体对井底的压力,最后根据p=FS算出压强。
本题以打捞物体为背景考查了功率公式、浮力公式、压强公式的应用,综合性强,难度大,其中掌握P=Fv是解答该题的关键。
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