图甲是某科技小组设计的滑轮组模型装置。滑轮组由电动机提供动力

wuliok 2020-3-23 12:18

• 

  洪老师

  2020-3-23 12:54

  【解析】

  （1）在0～7s内，金属块A以0.1m/s的速度在液体中匀速竖直上升，由图可知电动机的功率P₁=6W；
  F₁===

  =

  =20N
  
  （2）①金属块A上升液面同时下降，A的高度等于液面金属块离开液体时A的移动距离加上液面下降的高度；
  ∴h_A=V_At+

  =0.1m/s×2s  +  

  =0.25m
  ②金属块A的体积

  V_A=S_A×h_A

  =100×10^-4m²×0.25m

  =2.5×10^-3m³
  金属块A的重力

  G_A=m_Ag=ρ_A×V_A×g

  =3×10³kg/m³×2.5×10^-3m³×10N/kg

  =75N
  ③A在液体中完全浸没上升过程中电动机所做总功：

  W_总=Pt=6W×5s

  =30J；
  ∵当金属块A浸没在液体中上升时滑轮组的机械效率为；
  ∴这个过程的有用功

  W_有用=W_总η

  =30J×

  =17.5J
  又因为此过程物体A上升距离

  h=0.1m/s×5s

  =0.5m
  则做得有用功

  W_有用=（GA-F_浮）h

  =（GA-ρ_液gV_A）h

  =（75N-ρ_液×10N/kg×2.5×10^-3m³）×0.5m

  =17.5J
  解得：

  ρ_液=1.6×10³kg/m³      
  ④金属块A离开液面前后，玻璃筒内液面下降的高度

  △h=

  =

  =0.05m
  所以液体对容器底部的压强变化量：

  P=ρ_液g△h=ρ_液gh_A

  =1.6×10³kg/m³×10N/kg×0.05m

  =800Pa．
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