答:(1)燈泡的電阻為8Ω;
(2)只閉合S3時,燈泡功率的變化范圍為0.5W~1.125W.
【點評】本題考查了串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,會確定開關(guān)閉合、斷開時電路的連接方式和根據(jù)題意得出等式求出R2的阻值是關(guān)鍵.
14.(2016•青島模擬)小雨同學(xué)的體重為600N,每只鞋底與地面的接觸面積為0.02m2.當他使用如圖1所示的滑輪組勻速提升水中的物體A時,如圖2是動滑輪掛鉤對物體的拉力與物體浸入水中的深度的變化圖象,當物體完全浸沒于水中時,他對地面的壓強為8×103Pa,(忽略摩擦繩重).求:
(1)物體A的密度為多少?(要求:寫出解題思路后再求解)
(2)此滑輪組中的動滑輪重為多大?
【分析】(1)由圖1可知,物體在空氣中和完全浸沒時滑輪組對物體A的拉力,兩者的差值即為物體A受到的浮力,根據(jù)阿基米德原理求出物體的體積,利用ρ=
=
求出物體A的密度; (2)當物體全部浸沒于水中時,根據(jù)F=pS求出小剛對地面的壓力,小剛的重力減去壓力即為繩子對小剛的作用力,根據(jù)F=
(F′+G動)求出動滑輪的重力.
【解答】解:(1)由圖1可知,當物體浸入水中的深度為0時,物體受到的拉力為500N,則物體A的重力G=500N,
當物體完全浸沒時,滑輪組對物體的拉力F′=200N,
則物體A在水中受到的浮力:
F浮=G﹣F′=500N﹣200N=300N,
由F浮=ρgV排可得,物體A的體積:
V=V排=
=
=3×10﹣2m3,
物體A的密度:
ρ=
=
≈1.67×103kg/m3; (2)當物體全部浸沒于水中時,由p=
可得,小剛對地面的壓力:
F壓=pS=8×103Pa×0.02m2×2=320N,
繩子對小剛的作用力:
F=G′﹣F壓=600N﹣320N=280N,
由圖可知,n=2,
由于忽略摩擦繩重,則根據(jù)F=
(F′+G動)可得,動滑輪的重力:
G動=nF﹣F′=2×280N﹣200N=360N.
答:(1)物體A的密度為1.67×103kg/m3;
(2)此滑輪組中的動滑輪重為360N.
【點評】本題考查了密度和滑輪組機械效率的計算,涉及到浮力公式、密度公式、重力公式、壓強是公式、做功公式的應(yīng)用,從圖象中讀出有關(guān)信息是解題的關(guān)鍵.
15.(2016春•郾城區(qū)期末)如圖所示,已知重為10N的長方體木塊靜止在水面上,浸入在水中的體積占木塊總體積的
(g取10N/kg).
(1)求木塊所受浮力;
(2)若木塊下表面所處的深度為0.2m,求木塊下表面受到水的壓強;
(3)求木塊下表面面積;
(4)若要將木塊全部浸沒水中,求至少需要施加多大壓力.
【分析】(1)由題意可知,木塊漂浮在水面上,根據(jù)漂浮的條件求出木塊受到水豎直向上的浮力;
(2)已知木塊下表面所處的水的深度,根據(jù)p=ρgh求出下表面受到水的壓強;
(3)根據(jù)木塊下表面所受到的壓力和壓強,利用p=
即可求出下表面面積;
(4)根據(jù)阿基米德原理求出排開水的體積即為浸入水中的體積,然后求出物體的體積,利用阿基米德原理求物體受到水的浮力;若使物體全部浸入水中而靜止,則F浮′=G木+F,即可求壓力.
【解答】解:(1)因為木塊漂浮在水面上,
所以受到的浮力F浮=G木=10N;
(2)所處0.2m水深度木塊的下表面受到的壓強:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa.
(3)由于木塊下表面所受到的壓力F=F浮=10N;
由p=
可得:下表面面積S=
=
=0.005m2;
(4)根據(jù)F浮=ρ水gV排可知,
浸入水中的體積即為排開液體的體積:
V排=
=
=1×10﹣3m3; 因為V排=
V木;所以V木=
V排=
×1×10﹣3m3=1.25×10﹣3m3;
木塊全部浸沒時受到水的浮力:
F′浮=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣3m3=12.5N;
因為F浮′=G木+F,
所以壓力F=F浮′﹣G木=12.5N﹣10N=2.5N.
答:
(1)木塊所受到的浮力為10N;
(2)木塊下表面受到水的壓強為2000Pa;
(3)木塊下表面面積為0.005m2;
(4)要將木塊全部浸沒水中,需要施加的壓力為2.5N.
【點評】本題考查了學(xué)生對物體浮沉條件和阿基米德原理、液體壓強公式的理解與掌握,雖知識點多,但都屬于基礎(chǔ)內(nèi)容,難度不大.
16.(2014秋•高新區(qū)校級期中)如圖所示滑輪組裝置.其中滑塊A在一水平面上,每個滑輪重G=5N,0﹣2s時B的重力為10N,滑塊A靜止;2﹣4s時B的重力為30N,滑塊A的速度由0逐漸增大到2m/s,A通過的距離為2m;4﹣6s時B的重力為20N,滑塊A做勻速直線運動,通過距離為4m.若不計繩重及繩與滑輪間的摩擦.
(1)在0﹣2s內(nèi),滑輪組對B的拉力做的功為多少J?
(2)在2﹣4s內(nèi),重力GB做功的平均功率為多少W?
(3)在2﹣4s內(nèi),A受到的摩擦力大小為多少N?
【分析】(1)據(jù)此時滑輪組對B的拉力和移動的距離分析即可判斷;
(2)分析滑輪組的連接方法可知,若A向前移動2m,即物塊B會向下運動1m;故據(jù)此可以計算出B重力做的功,再據(jù)功率的公式計算功率即可.