Question

6．如圖所示，實(shí)心鋁塊B、C的體積均為20cm³，已知鋁的密度為2.7g/cm³．當(dāng)B浸沒在水中時(shí)，木塊A恰能在水平桌面上向左勻速運(yùn)動(dòng)．若用鋁塊D替換C，使A在桌面上向右勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)水與B之間的摩擦及滑輪與軸的摩擦，則D的質(zhì)量應(yīng)為14g．

Answer 1

分析 （1）知道鋁塊的體積和密度，求出鋁塊的質(zhì)量，求出鋁塊的重力．
（2）知道鋁塊的體積，根據(jù)阿基米德原理求出鋁塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力．
（3）木塊A勻速直線向左運(yùn)動(dòng)時(shí)受到平衡力的作用，根據(jù)平衡力條件求出滑動(dòng)摩擦力．
（4）當(dāng)木塊A勻速直線向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)平衡力條件求出向左的拉力，求出D的重力，求出D的質(zhì)量．

解答 解：（1）因?yàn)棣?$\frac{m}{V}$，
所以，鋁塊的質(zhì)量：m=ρV=2.7g/cm³×20cm³=54g，
鋁塊重力：G=mg=0.054kg×10N/kg=0.54N，
鋁塊受到的浮力：F_浮=ρ_水gV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×20×10^-6m³=0.2N，
木塊右端受到的力：F_右=G-F_浮=0.54N-0.2N=0.34N，
F_左=G=0.54N，
木塊勻速直線向左運(yùn)動(dòng)，所以木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為：F_左=F_右+f，
f=F_左-0.54N-0.34N=0.2N．
（2）當(dāng)木塊向右勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)_右=F'_左+f，
F'_左=F_右-f=0.34N-0.2N=0.14N，
所以D物體的質(zhì)量為：
m=$\frac{{G}_{D}}{g}$=$\frac{{F}_{左}^{′}}{g}$=$\frac{0.14N}{10N/kg}$=0.014kg=14g．
故答案為：14．

點(diǎn)評(píng) 本題兩次運(yùn)用勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到平衡力作用，第一次根據(jù)二力平衡條件求出滑動(dòng)摩擦力，第二次根據(jù)二力平衡條件求出向左的拉力，求出D的質(zhì)量．