漏刻是我国古代一种用滴水来计量时间的仪器。
如图所示是漏刻的简单模型。图中容器A是底面积为250cm2的圆柱形薄壁玻璃缸,容器顶盖上有大小两个孔;B是用密度为0.5×103kg/m3塑料制作的边长为10cm立方体底托;C为质量可忽略不计、总长度为60cm的轻质塑料标尺,标尺的一端与底托相连,标尺上均匀的刻有厘米刻度;D为固定于容器盖口处的指示箭头。某次模拟计时实验中,同学们先将自来水龙头调至均匀间隙滴水状态,并测得水龙头每分钟滴水50滴,并用量筒测得每50滴水的体积为25.0cm3.再在容器A中加入适量水,将底托B放入水中,使其浮于水面上,此时标尺C呈竖直状态且位于大孔下方,指示箭头D恰好指于标尺的顶端零刻度处。此时开始滴水计时,假设整个计时过程标尺始终处于竖直状态,经过3小时后,问:
(1)指示箭头D应指在标尺上何处?
(2)此时标尺和底托所受的浮力是多少牛顿?
(3)此装置最多还能计时几小时?
(4)若要使此装置的计时总时间增加一倍,最简单的办法是什么?简要说明理由。
“贵阳至南宁高速铁路”项目于2016年12月开工,全线长约512km,设计最高行车速度达350km/h。该高铁线途径河池市的环江、金城江、都安等地,预计2021年正适通车运行,通车后河池市将步入高铁时代。建设中用到的某种起重机的结构示意图如图所示,用该起重机将放在水平地面上的长方体混凝土墩放入水中。起重机的吊臂OAB粗细不计,可以看作杠杆,吊臂B端连着滑轮组,已知混凝土墩的密度为2.5×103kg/m3、底面积为4m2、高为2m,ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)混凝土墩的质量;
(2)混凝土墩被提起到最高点静止时,立柱CA恰好竖直,OA:OB=1:6.若忽略滑轮组、钢丝绳和吊臂的重力及各种摩擦,则起重机立柱CA对吊臂A点竖直向上的作用力是多少N。
(3)混凝土浸没在水中后,它匀速下降过程中所受钢丝绳的拉力。(不计水的阻力)
共享自行车的普及给人们出行提供了方便,也符合我国提倡的“绿色出行,低碳生活”理念。王明同学骑着自行车在平直的水平路面上匀速行驶,10min行驶了3000m,骑行过程中使人和车前进的动力恒为20N.求:
(1)自行车的速度是多少m/s;
(2)骑行10min动力所做的功。
经济建设中使用大量的机械设备,某种起重机结构如图所示,A处是动滑轮,B、O处是定滑轮,D是柱塞(起重时柱塞沿竖直DC方向对吊臂C点有支撑力),E是卷扬机。作用在动滑轮A上共有3股钢丝绳,卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮A提升重物,起重机的吊臂OCB可以看做杠杆,且OB:OC=5:1,用该起重机将浸没在水中的长方体集装箱匀速提出(忽略水的阻力),放在水平地面上,集装箱质量为4×10 4kg、底面积为10m 2、高为2m。(g取10N/kg,ρ 水=1.0×10 3kg/m 3)求:
(1)浸没在水中的集装箱受到的浮力;
(2)当集装箱放在水平地面上,起重机未对集装箱施力时,集装箱对地面的压强;
(3)若集装箱在水中被提升2m(没露出水面),集装箱受到的拉力所做的功;
(4)当集装箱被提起且仍浸没在水中时,若起重机立柱DC对吊臂C点竖直向上的作用力为2×10 6N,起重机的滑轮组的机械效率。(吊臂、定滑轮、钢丝绳的重力以及轮与绳的摩擦不计)
小明同学为了增加所设计机器人的可观赏性,他想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛,现已知红灯L 1规格为"6V 3W",为了测出绿灯L 2及电位器(滑动变阻器)R的规格,他选用红灯L 1和绿灯L 2及电位器R等元件涉及了如图所示电路(电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化)。求:
(1)当闭合开关S、S 1,断开S 2,且电位器R的滑片P移至b端时,L 1正常发光,流过L 1的电流及电源的电压;
(2)当闭合开关S、S 1和S 2,且电位器的滑片P移至b端时,L 2正常发光,电流表的示数增大了1A,灯L 2的额定电压和额定功率;
(3)当闭合开关S、S 2,断开S 1,且电位器的滑片P移至R中点时,电流表的示数为0.25A,小明选用的电位器R的最大阻值;
(4)该电路消耗的最小电功率。
如图所示是某太阳能热水器,水容量为100L,该热水器在冬季有效日照时段里,平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×10 6J,若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m 2,每天日照时间按8h计算,若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×10 3J/(kg•℃),水的密度为1.0×10 3kg/m 3],求:
(1)热水器中水的质量;
(2)一天内热水器中的水吸收的热量;
(3)热水器在冬季的效率。