求2道物理题的做法

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/25 04:42:23
一)如图所示,某打捞工人用滑轮组把底面积为0.02m2,高为2m的实心圆柱体从水下提起,已知圆柱体的密度为2.0×10'3kg/m2,水的密度为1.0×10'3kg/m3,囫囵组的机械效率是70%(g取10N/kg).求:
1)圆柱体在水中所受的浮力.
2)若圆柱体从H=16m深处被缓慢地匀速提起,刚露出水面时,绳子自由端拉力F所做的功.
3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N,则物体被拉到露出水面多高时,绳子恰好被拉断.

二)在如图所示的电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V,灯L1和L2的规格分别为"6V1.8W"和"6V1.2W",滑动变阻器R的规格为"50Ω1.5A",不计温度对灯丝电阻的影响.求:
1)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1.S2.S3后,电压表,电流表的读数是多少?
2)若2灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑片移动的过程中,整个电路至少消耗多少电功率?

题目的图在这里,将就一下,自己用画图画的...
http://hi.baidu.com/wen1537/album/%CC%E2%C4%BF

一、
(1)F浮=ρ水gV排=1×10^3kg/m^3×10N/kg×0.02m^2×2m=400N
(2)G=ρ物gV物=2×10^3kg/m^3×10N/kg×0.02m^2×2m=800N,则拉物体绳上的拉力为F1=G-F浮=800N-400N=400N,
将物体提起的距离为h=16m-2m=14m,拉力F1做的有用功为W有用=F1×h=400N×14m=5600J,则绳子自由端的拉力F所做的总功W总=W有用/η=5600J/70%=8000J
此时自由端所受的拉力F=W总/2h==8000J/28m=(2000/7)N,则由F=(F1+G动)/2,可得:动滑轮重G动=2F-F1=(1200/7)N
当自由端绳的最大拉力F`=400N时,拉物体绳上的拉力F1`=2F`-G动,则可求出F浮`=G-F1`,则可求出V排`=F浮`/ρ水×g,则可求出V露`=V物-V排`,则可求出露出的高度H=V露`/S。(数太难计算,在这里省略了)
二、
(1)电压表被短咱,示数为零。U1=U2=U=6V,两灯正常发光,I1=P1/U=1.8W/6V=0.3A,I2=P2/U=1.2W/6V=0.2A,I=I1+I2=0.5A(电流表的示数)
(2)R1=U/I1=6V/0.3A=20Ω,R2=U/I2=6V/0.2A=30Ω,在电源电压不变时,要使总功率最小,总电阻应最大,因为电压表的量程为0~3V,所以滑动变阻器两端最大电压为3V,此时滑动变阻器接入电路阻值最大,又因为R2>R1,所以应闭合开关S1和S3才能使电路中的电阻达到最大,因此U变`=3V,U2`=U-U变`=6V-3V=3V,因为R2与R变串联,且U变`=U2`,因此R变`=R2=30Ω,R最大=R变`+R2=60Ω,P最小=U^2/R最大=(6V)^2/60Ω=0.6W

2 R1=U1^2/P1=6*6/1.8=20欧
滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1.S2.S3后
电流I=U/R=6/20=0.3安
电压=6伏
功率P=I^2*R=0.3*0.3*20=1.8瓦