小东把一块橡皮泥捏成小碗的形状,开口向上轻轻放入水槽里的水中,小碗漂浮在水面上。再把这块橡皮泥捏成小球状放入水中,小球沉入水槽底部。于是他得出结论:物体的形状改变,放入水中时它受到的浮力一定改变。只使用上述实验器材,设计一个实验,证明小东的结论不正确。
(1)写出实验步骤和现象;
(2)根据实验现象分析小东的观点不正确。
实验桌上有以下实验器材:6个形状相同、但质量和表面粗糙程度都不同的长方体(两端有挂钩),弹簧测力计,固定在水平桌面上的长木板。请使用上述器材设计一个实验证明:“接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力大小成正比”。写出实验步骤,并设计记录数据的表格。
如图19所示,电源两端电压保持不变,R1R2为定值电阻,开关S3始终闭合。闭合开关S1断开开关S2,滑动变阻器的滑片置于某位置M时(图中未标出),滑动变阻器的阻值为RM,电流表的示数为I1,滑动变阻器的电功率PM为0.4W。保持开关S1闭合、开关S2断开,将滑动变阻器的滑片置于某位置N时(图中未标出),滑动变阻器的阻值为RN,电流表的示数为I2,电压表的示数为U1,滑动变阻器的电功率PN仍为0.4W。断开开关S1闭合开关S2,滑动变阻器的滑片仍置于位置N时,电压表的示数变为U2。已知I1:I2=2:1,U1:U2=7:9。求:
(1)滑动变阻器接入电路的阻值RM与RN之比;
(2)定值电阻R1与R2的阻值之比;
(3)改变开关状态和调节滑动变阻器的阻值,使电路的电功率最大,求出电路的最大电功率。
图20甲是某中学科技小组设计的打捞水池中物体出水面的装置示意图。BOE为一轻质杆,在其两端分别固定着以OB和OE为半径的两段圆弧形的凹槽ABC和DEF,支点O为这两段圆弧形凹槽对应的圆心。轻质绳G和H分别固定在圆弧形凹槽ABC的A点和DEF的D点,杆BOE旋转时细绳总能在凹槽中,绳G和H拉力的力臂始终保持不变。固定在水平地面上的电动机M可以通过拉动绳子H带动杠杆和滑轮组将水池中物体捞出水面。电动机M的质量m为52.5kg。电动机M用力拉动绳子H使柱形物体K始终以速度v匀速上升。物体K浸没在水中匀速上升的过程中,滑轮组的机械效率为η1,电动机M对地面的压强为P1;物体K全部露出水面匀速竖直上升的过程中,滑轮组的机械效率为η2,电动机M对地面的压强为P2;电动机M对地面的压强随时间变化的图象如图20乙所示。已知物体K的底面积S=0.1m2,高h=0.2m, OB∶OE=3∶4,η1∶η2=27∶28。细绳和杠杆的质量、滑轮及杠杆与轴的摩擦、细绳和凹槽的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计,K出水前后水面高度的变化忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)物体K完全浸没时受到的浮力;
(2)动滑轮的质量;
(3)若用该装置以同样速度打捞质量为120kg的物体K′,求K′全部露出水面后,电动机M拉动绳H的功率。