一质量为M的探空气球在匀速下降,若气球所 - 考试试题及答案解析 - 读趣百科
单选题

一质量为M的探空气球在匀速下降,若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为(  )

A
2(M-$\frac {F}{g}$)
B
M-$\frac {2F}{g}$
C
2M-$\frac {F}{g}$
D
g

题目答案

A

答案解析

分析:

分别对气球匀速上升和匀速下降过程进行受力分析,根据共点力平衡条件列式求解即可.

解答:

解:匀速下降时,受到重力Mg,向上的浮力F,向上的阻力f,根据共点力平衡条件

Mg=F+f ①

气球匀速上升时,受到重力(M-△m)g,向上的浮力F,向下的阻力f,根据共点力平衡条件

(M-△m)g+f=F ②

由①②式解得

△m=2(M-$\frac {F}{g}$)

故选A.

点评:

本题关键对气球受力分析,要注意空气阻力与速度方向相反,然后根据共点力平衡条件列式求解.

举一反三
单选题

2012年我国“蛟龙”号载人潜水器下潜记录再创新高,成功实现下潜7km深度.设潜水器在下潜或上升过程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用,其中,海水浮力F始终不变,所受海水阻力仅与潜水器速度有关.已知当潜水器的总质量为M时恰好匀速下降,若使潜水器以同样速率匀速上升,则需要从潜水器储水箱向外排出水的质量为(重力加速度为g)(  )

A
2(M-$\frac {F}{g}$)
B
M-$\frac {2F}{g}$
C
2M-$\frac {F}{g}$
D
2M-$\frac {F}{2g}$

题目答案

A

答案解析

分析:

分别对潜水器匀速下降和匀速上升过程进行受力分析,根据平衡条件求解即可.

解答:

解:潜水器匀速下降时,受到重力mg,向上的浮力F,向上的阻力f,根据平衡条件:

Mg=(F+f)…①

匀速上升时,设需要抛弃物体的质量为△m,则受到的重力为(m-△m)g,向上的浮力仍为F,向下的阻力f,根据平衡:

F=(M-△m)g+f…②

由①②式联立得:△m=2(M-$\frac {F}{g}$),故A正确,BCD错误;

故选:A.

点评:

本题关键对潜水器受力分析,要注意空气阻力与速度方向相反,速率不变,阻力大小不变,然后根据根据平衡条件列式求解.

单选题

作用在物体上的力F,它的两个分力为F$_1$和F$_2$,则下列说法正确的是(  )

A
F的作用效果与F$_1$和F$_2$共同作用的效果是相同的
B
合力F一定比分力F$_1$和F$_2$都大
C
两分力F$_1$与F$_2$的性质一定相同
D
F、F$_1$、F$_2$是同时作用在物体上的三个力

题目答案

A

答案解析

分析:

合力的作用效果与分力的共同作用效果相同.根据平行四边形定则可以知道合力与分力的大小关系.

解答:

解:A、分力的共同作用效果与合力的作用效果相同.故A正确.

B、F$_1$和F$_2$的大小可能同时大于、小于或等于F.故B错误.

C、F$_1$、F$_2$是两个分力,分力不是物体所受到的力,没有性质可言.故C错误,

D、由题意可知,F$_1$和F$_2$,是力F的两个分力,受力分析不能重复,故D错误.

故选:A.

点评:

解决本题的关键知道分力和合力遵循平行四边形定则,以及知道合力的作用效果与合力的作用效果是等效的.

单选题

1800年前,当众人面对大象这样的庞然大物,因为缺少有效的称量工具而束手无策的时候,曹冲想出了称量大象体重的方法,被世人所称道,下列物理学习或研究中用到的方法与“曹冲称象”的方法相同的是(  )

A
“质点”的概念
B
合力与分力的关系
C
“瞬时速度”的概念
D
研究加速度与合力、质量的关系

题目答案

B

答案解析

分析:

曹冲称象故事用等重量的石头代替等重量的大象,是等效替代的思想;力的合成与分解、运动的合成与分解是等效替代思想.

解答:

解:A、建立“质点”的概念,采用理想模型法,不是等效替代,故A错误;

B、建立“合力和分力”的概念,采用等效替代的思想,故B正确;

C、建立“瞬时速度”的概念,采用极值法,不是等效替代,故C错误;

D、研究加速度与合力、质量的关系,采用控制变量法,不是等效替代,故D错误;

故选:B.

点评:

本题考查了等效替代法、理想模型法、极值法等思想方法,是物理学的精髓所在,基础问题.

单选题

在做“验证力的平行四边形定则”实验时:

(1)除已有的器材(方木板、白纸、橡皮筋、细绳套、三角板、图钉、铅笔和橡皮擦) 外,还必须有{_ _}.

(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须{_ _}.

A.每次将橡皮条拉到同样的位置

B.每次把橡皮条拉直

C.每次准确读出弹簧秤的示数

D.每次记准细绳的方向

(3)如图所示是两位同学在做验证力的平行四边形定则时得到的结果,则实验结果比较符合实验事实是{_ _}图.

下列答案对应填空正确的是(  )

A
弹簧秤;B;乙
B
弹簧秤;A;甲
C
高度计;A;乙
D
高度计;B;甲

题目答案

B

答案解析

分析:

做探究共点力合成的规律实验:我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同,测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向,用力的图示画出这三个力,用平行四边形做出两个力的合力的理论值,和那一个力(实际值)进行比较.用平行四边形画出来的是理论值,和橡皮筋同线的那个是实际值,因此明确实验原理和具体操作即可正确解答该题.

解答:

解:(1)做探究共点力合成的规律实验:我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同,测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向,用力的图示画出这三个力,用平行四边形做出两个力的合力的理论值,和那一个力进行比较.

所以我们需要的实验器材有:方木板(固定白纸),白纸(记录方向画图)、刻度尺(选标度)、绳套(弹簧秤拉橡皮条)、弹簧测力计(测力的大小)、图钉(固定白纸)、三角板(画平行四边形),橡皮条(让力产生相同的作用效果的).

(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,每次将橡皮条拉到同样的位置,即用一个力与用两个力的作用效果相同,故BCD错误,A正确.

(3)用一个弹簧测力计拉橡皮条时,拉力的方向一定沿绳子方向,如甲图中的竖直方向;根据力的平行四边形定则作出的合力,作图法得到的合力一定在平行四边形的对角线上,由于误差的存在与实验值有一定的差别,即作图得出的合力方向与竖直方向有一定的夹角,故甲图符合实验事实.

故答案为:(1)弹簧秤;(2)A;(3)甲.

点评:

探究共点力合成的规律实验需要的实验器材我们可以根据这个实验的原理(画出理论值和实际值进行比较)进行记忆,弄清楚原理自然而然的就知道哪个是理论值,哪个是实际值.

单选题

在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示,下列说法错误的是(  )

A
作图是F′和F不重合的误差原因之一
B
本实验中,橡皮条伸长时的结点O位置要相同
C
本实验采用的科学方法是等效替代法
D
图乙的F是力F$_1$和F$_2$合力的理论值,F′是力F$_1$和 F$_2$合力的实际测量值

题目答案

D

答案解析

分析:

实验的目的是验证力的平行四边形定则,研究合力与分力的关系,而合力与分力是等效的,要求两次拉橡皮筋要到同一位置,在实验中使用一根弹簧秤拉细线与两根弹簧秤拉细线的作用效果要相同(即橡皮条拉到同一位置),而细线的作用是画出力的方向,弹簧秤能测出力的大小.因此细线的长度没有限制,弹簧秤的示数也没有要求,两细线的夹角不要太小也不要太大.

解答:

解:A、作图是F′和F不重合的误差原因之一,故A正确;

B、要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同,橡皮条要沿相同方向伸长量相同,则O点的位置应固定,故B正确;

C、本实验采用的科学方法是等效替代法,故C正确;

D、F$_1$与F$_2$合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值,而实际值是单独一个力拉O点的时的值,因此F′是F$_1$与F$_2$合成的理论值,F是F$_1$与F$_2$合成的实际值,故D错误;

本题选错误的,故选:D.

点评:

本实验采用是等效替代的思维方法.实验中要保证一个合力与两个分力效果相同,结点O的位置必须相同,同时要明确实验原理和步骤,以及知道实验的注意事项.

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