如图,光滑长木板AB可绕O转动,质量不计,A端用竖直绳与地板上拉着,在离O点0.4m的B处挂一密度为0.8×1...
问题详情:
如图,光滑长木板AB可绕O转动,质量不计,A端用竖直绳与地板上拉着,在离O点0.4m的B处挂一密度为0.8×103kg/m3;长20cm的长方形物体,当物体浸入水中10cm深处静止时,从盛水到溢水口的杯中溢出0.5N的水(g=10N/kg),求:
①物体受到的浮力
②物体的重力
③当一质量为200g的球从0点以2cm/s的速度沿木板向A端匀速运动时,问球由O点出发多少时间,系在A端的绳拉力刚好为零?
【回答】
【考点】浮力大小的计算;速度与物体运动;重力的计算;杠杆的动态平衡分析;阿基米德原理.
【分析】①溢水杯内装满了水,当物体放入后,知道排开水的质量,根据阿基米德原理可以计算浮力.
②知道物体受到的浮力,从而可利用公式V排=计算出排开水的体积,又知道长方形物体长20cm,而浸入水中的深度为10cm,从而可以计算出物体的体积,再利用公式G=mg=ρVg计算物体的重力.
③知道物体受到的浮力和重力,从而可以计算出绳子的拉力,设小球运动t秒后,系在A端的绳拉力0N,从而可以根据杠杆的平衡条件列出等式即可.
【解答】解:
①∵溢水杯内装满了水,G排=0.5N,
∴物体受到的浮力为:F浮=G排=0.5N.
答:物体受到的浮力为0.5N.
②根据F浮=ρ水V排g可知,
V排===5×10﹣5m3,
∵长方形物体长20cm,而浸入水中的深度为10cm,
∴V物=2V排=2×5×10﹣5m3=1×10﹣4m3,
又∵ρ物=0.8×103kg/m3,
物体的重力为:G=mg=ρ物V物g=0.8×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg=0.8N.
③∵F浮=0.5N,G=0.8N,
∴绳子的拉力为:FB=G﹣F浮=0.8N﹣0.5N=0.3N,
设小球运动t秒后,系在A端的绳拉力FA=0N,
而V球=2cm/s=0.02m/s,G球=m球g=0.2kg×10N/kg=2N,
则FB×OB=G球×V球t,
即0.3N×0.4m=2N×0.02m/s×t,
解得:t=3s.
答:球由O点出发3s的时间,系在A端的绳拉力刚好为零.
知识点:八年级下
题型:计算题
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