(2)将两物分别浸没于水中(如图乙),杆将会_____(选填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”),试通过推导说明。
【答案】(1)L1∶L2=m2∶m1(2)仍然平衡 【解析】 【详解】
第一空.由杠杆平衡公式F1L1?F2l2可得m1gL1?m2gL2,则L1∶L2=m2∶m1; 第二空.浸入水中之后左边向下拉力F左?G1?F1??gV1??水gV1?(???水)gV1 浸入水中之后右边向下拉力F右?G2?F2??gV2??水gV2?(???水)gV2 则动力与动力臂乘积为F左l1?(???水)gV1L1 ① 阻力与阻力臂乘积为F右l2?(???水)gV2L2 ② 又由m1gL1?m2gL2得?gV1L1??gV2L2则V1L1?V2L2 故代入①②可得F左l1?F右l2,杠杆依然保持平衡 评卷人 得分 五、计算题
14.如图所示,将密度为0.6g/cm3、高度为10cm、底面积为20cm2的圆柱体放入底面积为50cm2的容器中,并向容器内加水。(g取10N/kg)
(1)当水加到2cm时,求圆柱体对容器底的压力大小。
(2)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时;求图柱体在液面上方和下方的长度之比。
【答案】(1)0.8N(2)2:3 【解析】 【详解】
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(1).当水加到2cm时
V排?Sh?20cm2?2cm?40cm3?4?10-5m3
F浮??水gV排?1?103kg/m3?10N/kg?4?10-5m3=0.4N V柱?Sh柱?20cm2?10cm?200cm3
m柱??柱V柱?0.6g/cm3?200cm3=120g=0.12kg
则G柱?m柱g?0.12kg?10N/kg?1.2N
故此时圆柱对容器地面压力F?G柱?F浮?1.2N?0.4N=0.8N (2).当柱体对容器底压力为0时,则处于漂浮状态,有F浮?G柱 则?水gV排??柱gV柱 代入数据解得V排?3V柱 5故浸入水中部分占总体积五分之三,则露出水面部分为五分之二
h上2?。 由此得圆柱体在液面上方和下方的长度之比
h下315.如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120V,电动机将一个质量为50kg的物体1s内匀速上提0.9m,电路中的电流为5A。(g取10N/kg)
(1)求该电动机工作1s所产生的电热。 (2)求电动机线圈阻值。
(3)当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然破卡住,为什么这种情况下电动机容易烧坏?
【答案】(1)150J (2)6Ω (3)卡住时通过电动机的电流过大(或回答电能全部转化为内能),使电动机温度过高,所以容易烧坏 【解析】 【详解】
(1).W电?UIt?120V?5A?1s=600J
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克服重力做功为W?Gh?mgh?50kg?10N/kg?0.9m=450J 则产生的电热Q?W电?W?600J?450J?150J (2).电动机发热为线圈电阻发热则
R线圈?Q150J??6? 2I2t(5A)?1s(3).卡住后,导致电流过大,发热更严重,温度急剧升高,更容易损坏。(或卡住后,电能全部转化为能内,温度急剧升高,更易损坏)
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