在科技小组活动中亮亮同学受图1所示电子秤的启发,自行设计了一个电子秤,其原理如图2所示,他试图用电压表(图中暂没画出)的示数来反应物体质量的大小.设电源的电压为恒定U,定值电阻的阻值为R0,滑动变阻器的总电阻为为R,总长度为L,滑动触头固定在安放托盘的轻质弹簧上,并能随轻质弹簧一起自由滑动,已知对托盘每施加1N的压力时,弹簧的长度就会缩短a.当托盘中不放物体时,滑动触头指在最上端,此时电表的示数为零;当在托盘中放一物体时,滑动触头随弹簧向下移动到某一位置,于是电压表就指示出相应的示数.
(1)若在托盘上放一质量为m的物体,则滑动触头向下移动多大的距离?
(2)请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表;
(3)求出电压表的示数U表与待测物体质量m之间的关系式(用已知量的符号表示).
图(甲)所示是使用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.2m/S向右运动。图(乙)是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t的变化图象,设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的重力和滑轮的摩擦,g取10N/kg。求:
(1)圆柱型重物的质量?
(2)圆柱型重物的密度?
(3)打捞前,圆柱形重物的上表面所受的水的压力?
(4)从打捞开始到圆柱形重物刚刚全部露出水面,汽车共对重物做了多少功?
如图所示,质量为 60kg 的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,货物质量为 130kg,工人用力 F1 匀速拉绳,地面对工人的支持力为 N1,滑轮组的机械效率为 η1;第二次运送货物时,货物质量为 90kg,工人用力 F2 匀速拉绳的功率为P2,货箱以0.1m/s 的速度匀速上升,地面对人的支持力为 N2,N1 与N2 之比为 2:3.(不计绳重及滑轮摩擦,g 取 10N/kg)求:
(1)动滑轮重和力F1 的大小;
(2)机械效率η1;
(3)功率P2。
如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图,吊臂前端由滑轮组组成,动滑轮重300kg,绳重和摩擦不计.现在用此起重机从水中把质量为2×103kg,体积为0.8m3的物体G匀速提起,滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3kW(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).求:
(1)物体完全浸没在水中时受到的浮力.
(2)物体离开水面前拉力F的大小.
(3)物体离开水面前上升的速度.
(4)物体离开水面前,滑轮组的机械效率多大.
一个圆柱形容器放在水平桌面上,如图甲所示,容器中立放着一个均匀实心圆柱体 M,现慢慢向容器中加水,加入的水对容器底的压强 p水与所加水的质量 m 的关系如图丙所示,容器足够高,在整个过程中无水溢出,M 的底面始终与容器中的水面平行。当加入的水等于 3kg 时,物体 M 刚好漂浮且露出水面的高度为 4cm,如图乙所示(已知 ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)求圆柱体M 刚好漂浮时容器中水的深度;
(2)求圆柱体M 的密度;
(3)当容器中加入足够多的水后,把正方体放在圆柱体 M 上,圆柱体刚好浸没,则该正方体的重力为多少?