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(2014•平谷区一模)如图所示,物体A重120N,物体B的体积是1dm3,此时A恰能沿着水平桌面以0.2米/秒向右做匀速直线运动;若将B始终浸没在水中并以原速度匀速上升,需要对A施加100N水平向左
题目详情
(2014•平谷区一模)如图所示,物体A重120N,物体B的体积是1dm3,此时A恰能沿着水平桌面以0.2米/秒向右做匀速直线运动;若将B始终浸没在水中并以原速度匀速上升,需要对A施加100N水平向左的拉力,则下列选项正确的是(不计摩擦、绳重及滑轮重,g取10N/kg)( )
A.物体B匀速下降的速度是0.1米/秒
B.物体A向左做匀速直线运动与桌面之间的摩擦力为100N
C.物体B在水中匀速上升时,绳的拉力功率为2W
D.物体B密度是3×103千克/米3
A.物体B匀速下降的速度是0.1米/秒
B.物体A向左做匀速直线运动与桌面之间的摩擦力为100N
C.物体B在水中匀速上升时,绳的拉力功率为2W
D.物体B密度是3×103千克/米3
▼优质解答
答案和解析
A、B物体下滑的速度为vB=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s.此选项错误;
B、C、D、当物体A水平向右匀速运动时,分别对A、B物体受力分析如下图所示:
则根据力的平衡条件可得:f=2F1,F1=GB,
∵G=mg,m=ρV,∴f=2GB=2mBg=2ρVg----------------①
当A向左匀速直线运动时,分别对A、B物体受力分析如下图所示:
∵A物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,∴f的大小不变,
则根据力的平衡条件可得:F=f+F2,F2=2(GB-F浮),∴F=f+2(GB-F浮)------------②
∵B物体始终浸没在水中,∴V排=V,∴F浮=ρ水gV------------③
由①②③式可得:
∴F=4ρVg-2ρ水gV,
即:ρ=
=
=3×103kg/m3.
物体A受到的摩擦力为f=2GB=2ρgV=2×3×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=60N.
B物体的重力为GB=30N,
B受到的浮力为F浮=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N,
物体B在水中匀速上升时,绳的拉力为F2=GB-F浮=30N-10N=20N,
拉力的功率为P2=F2vB=20N×0.4m/s=8W.
选项B、C错误,选项D正确.
故选D.
A、B物体下滑的速度为vB=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s.此选项错误;
B、C、D、当物体A水平向右匀速运动时,分别对A、B物体受力分析如下图所示:
则根据力的平衡条件可得:f=2F1,F1=GB,
∵G=mg,m=ρV,∴f=2GB=2mBg=2ρVg----------------①
当A向左匀速直线运动时,分别对A、B物体受力分析如下图所示:
∵A物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,∴f的大小不变,
则根据力的平衡条件可得:F=f+F2,F2=2(GB-F浮),∴F=f+2(GB-F浮)------------②
∵B物体始终浸没在水中,∴V排=V,∴F浮=ρ水gV------------③
由①②③式可得:
∴F=4ρVg-2ρ水gV,
即:ρ=
F+2ρ水gV |
4Vg |
100N+2×(1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10−3m3) |
4×10−3m3×10N/kg |
物体A受到的摩擦力为f=2GB=2ρgV=2×3×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=60N.
B物体的重力为GB=30N,
B受到的浮力为F浮=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N,
物体B在水中匀速上升时,绳的拉力为F2=GB-F浮=30N-10N=20N,
拉力的功率为P2=F2vB=20N×0.4m/s=8W.
选项B、C错误,选项D正确.
故选D.
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