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物理必考在图所示的装置中OC:OD=2:1.A.B两个滑轮的质量均为

更新时间:2024-01-22 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

在图所示的装置中OC:OD=2:1,A、B两个滑轮的质量均为2kg,E是边长为20cm、密度为ρ1的正方体合金块,当质量为60kg的人用F1=75N的力沿竖直方向向下拉绳时,合金块E全部浸没在密度为ρ2的液体中,杠杆恰好在水平位置平衡,此时人对地面的压强为;若把密度为ρ2的液体换成密度为ρ3的液体,人用F2的力沿竖直方向向下拉绳,合金块E全部浸没在密度为ρ3的液体中,杠杆在水平位置平衡,此时人对地面的压强为(杠杆DC的质量不计,ρ2:ρ3=5:4、取g=10N/kg)kgw物理好资源网(原物理ok网)

求:(1)F2的大小;kgw物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体的密度ρ1

试题答案

解:(1)分别取滑轮B、杠杆、滑轮A和合金块E为研究对象,其受力情况如图1~4所示.kgw物理好资源网(原物理ok网)

对滑轮B,由平衡条件得:TB=2F1+GB=2×75N+2kg×10N/kg=170N,kgw物理好资源网(原物理ok网)

TB与TB′是物体间的相互作用力,TB′=TB=170N,kgw物理好资源网(原物理ok网)

对杠杆,由杠杆平衡条件得:TA′×OD=TB′×OC,kgw物理好资源网(原物理ok网)

TA′==170N×=340N;kgw物理好资源网(原物理ok网)

TA与TA′是物体间的相互作用力,TA′=TA=340N,kgw物理好资源网(原物理ok网)

对滑轮A,由平衡条件得:TA=GA+2T1′,kgw物理好资源网(原物理ok网)

T1′===160N;kgw物理好资源网(原物理ok网)

金属块E的体积V=(0.2m)3=8×10-3m3kgw物理好资源网(原物理ok网)

对合金块E,由平衡条件得:F浮1+T1=G,kgw物理好资源网(原物理ok网)

ρ2gV+T11gV金属,且T1=T'1kgw物理好资源网(原物理ok网)

即10N/kg×8×10-3m3ρ2+160N=10N/kg×8×10-3m3ρ1 ①,kgw物理好资源网(原物理ok网)

取人为研究对象,两种状态下的受力情况分别如图5~6所示,kgw物理好资源网(原物理ok网)

由平衡条件得:P1S+F1′=Gkgw物理好资源网(原物理ok网)

可求出人与地面的接触面积为:kgw物理好资源网(原物理ok网)

S===0.05m2kgw物理好资源网(原物理ok网)

杠杆第二次平衡时,人对地的压力,kgw物理好资源网(原物理ok网)

地对人的支持力.kgw物理好资源网(原物理ok网)

(2)分别取滑轮B、杠杆、滑轮A和金属块E为研究对象,其受力情况如图7~10所示.kgw物理好资源网(原物理ok网)

对B由平衡条件得:TB″=2F2+GB=2×83N+2kg×10N/kg=186N,kgw物理好资源网(原物理ok网)

由杠杆平衡条件得:TA″×OD=TB″×OC,kgw物理好资源网(原物理ok网)

TA″=TB″×=186N×=372N,kgw物理好资源网(原物理ok网)

对滑轮A,由平衡条件得:TA=GA+2T2′,kgw物理好资源网(原物理ok网)

T2′===176N,kgw物理好资源网(原物理ok网)

对金属块E,由平衡条件得:F浮2+T2=G,kgw物理好资源网(原物理ok网)

则ρ2gV+T21gV金属,且T2=T'2kgw物理好资源网(原物理ok网)

即 ②,kgw物理好资源网(原物理ok网)

已知ρ2:ρ3=5:4,kgw物理好资源网(原物理ok网)

由①②解得:.kgw物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)F2的大小是83N.kgw物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体的密度ρ1=3×103kg/m3kgw物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)对滑轮B、杠杆、滑轮A和铝块为研究对象进行受力分析,由力的平衡条件、浮力公式、杠杆平衡条件列方程,然后求出F2的大小.kgw物理好资源网(原物理ok网)

(2)滑轮B、杠杆、滑轮A和铝块为研究对象进行受力分析,由力的平衡条件、浮力公式、杠杆平衡条件列方程,然后解方程组求出密度ρ1kgw物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题为力学综合题,要求灵活利用所学知识、选用所学公式,利用好滑轮组的特点、杠杆平衡条件,能正确的选取研究对象并对其正确的受力分析列出等式是本题的关键,难题!kgw物理好资源网(原物理ok网)

高考物理16大解题技巧: 遇到陌生的概念,比如“势能”“电势”“电势差”等等先不要排斥,要先去真心接纳它,再通过听老师讲解、对比、应用理解它。要有一种“不破楼兰终不还”的决心和“打破沙锅问到底”的研究精神。这样时间长了,应用多了,陌生的就变成了透彻的了。

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