初中物理压强和浮力计算题

2015年6月5日，是新环保法实施后的首个“环保日”。今年“环保日”的活动主题是“践行绿色生活”。为此，李明采取骑山地车的方式参与活动，则
（1）李明周末骑车去距家30km远的动植物园游玩，途中的平均深度为15km/h，他从家到达动植物园需要多长时间？
（2）若李明和他的山地车的总质量为60kg，车轮胎和地面总的接触面积大约15cm²，他骑行时对地面的压强约是多大？(g取10N/kg)
（3）李明想估测匀速骑行过程中的功率，通过查资料得知人骑自行车的阻力大约为人车总重的0.06倍，他从家到动植物园这一骑行过程中的功率

如图所示，铁桶重为20 N，桶的底面积为100 cm²，往桶里倒入8 kg的水，水的深度为15 cm，平放在面积为1m²的水平台面上（g取10 N/kg）。求：

（1）水对桶底的压强
（2）桶底受到水的压力
（3）台面受到桶的压强

如图所示，圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，它们的底面积分别为200cm²
和100cm²．容器甲中盛有0.2m高的水，容器乙中盛有0.3m高的酒精．若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后，剩余水对容器甲底部的压强为p_水，剩余酒精对容器乙底部的压强为p_酒精．当质量m在什么范围时，能满足p_水＞p_酒精．（酒精密度 0.8×103kg/m³）

小雨站在水平地面上，通过如图所示的滑轮组从井中提水（不计绳重及摩擦）。已知小雨的重力为500N、双脚与地面的接触面积为0.04m²，圆柱形水桶的底面积为0.2m²、容积为0. lm³（不计桶的厚度）。

（l）将空桶匀速下放的过程中（桶底未接触水面），小雨对地面的压强为1.15×l0⁴Pa，则桶和动滑轮总重是多少？
（2）向上提水，当桶底受到水向上的压强为2.5×10³Pa时，小雨对地面的压强为l×l0⁴Pa;小雨将水桶拉离水面后，匀速拉动过程中滑轮组的机械效率是多少？

如图甲所示，用吊车将棱长为1m的正方体花岗岩石从距水面1m高的A处沿竖直方向匀速放入水中．在整个过程中，钢缆拉力大小与下落高度的关系如图乙所示．求：

（1）花岗岩石浸没在水中时受到的浮力；
（2）花岗岩石下落到图甲B处（h₀=2m）时下表面受到水的压强；
（3）花岗岩石的密度．

我国自行制造的履带式旋挖井机，用于建筑工地打井作业，它的结构示意图如图1所示．整机由主机B、动力连杆C和支架E及钢丝绳H组成，附属设备由空心钻杆A和钻头D（大小可根据需要更换）组成．旋挖井机工作时，主机通过C将动力传给A，A带动D竖直往下旋挖，并将挖出的泥沙填充到A内；停止旋挖时，C与A完全分离，H的拉力可把A、D和泥沙提到地面．部分数据见下表：

名称	旋挖井机
整机质量	9×10^4kg
钻杆质量	5×10^3kg
钻头	直径	质量
40cm	100kg
80cm	200kg
120cm	300kg

（1）假设旋挖井机用20s将0.5t的泥沙从井下先提高10m，接着又用5s将泥沙水平移动3m后卸到地面上，求此过程中，旋挖井机做的有用功和有用功率．
（2）把已卸掉泥沙的A和D固定好后竖直立放在井中，此时C与A完全分离且H处于松弛状态，固定在A上的D的横截面示意图如图2所示，其中S为D与泥沙的接触面积（即图中的阴影部分），R为D的半径，求D对井底泥沙的压强．
（3）假设某时旋挖井机靠近A一侧的履带离开地面向上翘起，且只有M点着地，H处于松弛状态，A对C竖直向上的力为F，请你比较此状态下整机重力G（重心在O点）与力F的大小．

如图是一种投入使用的新型安全校车，中考期间，某中学的学生乘坐这种新型安全校车到18km外的考点参加考试，校车行驶了30min后安全到达考点。

（1）求校车在送考过程中的平均速度。
（2）若校车和学生的总质量为9000kg，车轮与地面接触的总面积为0.2m²。求校车对水平路面的压强。（g取10N/kg）
（3）若校车以12m/s的速度在一段平直路面上匀速行驶，校车受到的牵引力为5000N。求校车发动机牵引力的功率。

体重为600N的小聪用如图所示的滑轮组来竖直提升物体A。当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小聪对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为80%（不计摩擦及绳重）。求：

（1）拉力F的功率；（2）物体A受到的重力；（3）小聪拉动绳子前后对地面的压强之比；（4）小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力。

小明家的高压锅锅体直径为24cm，排气孔内径为4mm。小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100g和60g。

（1）请你根据说明书给出的数据，通过计算说明，小明应该买哪一种限压阀。（说明书标有：当大气压为10⁵Pa时，该锅最高温度为120℃。已知：水的沸点与压强的关系如图1所示，取g =10N/kg）
（2）请你说明如果买另一种限压阀，使用时会出现什么问题。

如图所示，用细绳系住体积为3×10^-4m³的物体A，使它竖直下垂且全部浸入水中静止，此时绳子的拉力是1.5N，容器和水的总质量是0.7kg，容器与水平桌面的接触面积是100cm²。（ρ_水=1.0×10³kg/ m³，g=10N/kg）求：

（1）物体A受到的浮力；
（2）物体A的密度；
（3）容器对桌面的压强。

一个重力为3 N的实心铁块A，与一实心正方体木块B叠放在圆筒形容器底部，底部水平，如图所示。实心木块的密度为0.6×10³kg/m³，边长为10cm。求：

（1）实心木块的重力；
（2）实心木块对容器底部的压强；
（3）若不断缓慢向容器中倒水，直到水注满容器；当木块稳定时，木块露出水面的体积。

小明用质量忽略不计的杆秤测量物体M的质量，如图所示。当秤砣位于位置B时，杆秤在水平位置平衡。将物体浸没在纯水中，秤砣移至位置C时，杆秤在水平位置重新平衡。已知秤砣的质量为2kg， OB=5OA， OC=3OA，g=10N/kg，求：

（1）物体M的质量；
（2）物体浸没水中时受到的浮力；
（3）物体的密度。

在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止，如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。求：

（1）分析图像可知，圆柱体重力是多少？
（2）圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是多少？
（3）圆柱体的体积是多少？
（4）圆柱体的密度是多少？（g=10N/kg)

如图所示，在一个封闭薄容器中装满体积为1dm³的水后放在水平桌面上，已知容器的质量为100g，容器的下底面积为100cm²，高为12cm．求：

（1）水对容器底部的压力和压强；
（2）容器对桌面的压力和压强。

如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置，AOB是以O点为转轴的轻质杠杆，AO呈水平状态，A、O两点间的距离为40cm．B、O两点间的水平距离为10cm，竖直距离为7cm，K是一轻质、横截面积为100cm²的盖板（恰好堵住出水口），它通过细绳与杠杆的A端相连，在水箱右侧水平地面上，重为600N的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子，可以控制出水口上盖板，若水箱水深为50cm，当盖板恰好要被拉起时，水平地面对人的支持力为490N，人对绳子的拉力为F₁，绳子对B点的拉力为F₂，滑轮组的机械效率为η，盖板的厚度、绳重与滑轮间的摩擦均可忽略不计，人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上（g取10N/kg）求：

（1）水箱中水深为50cm时．盖板上表面所受水的压强和压力．
（2）人对绳子的拉力F₁和绳子对B点的拉力F₂．
（3）滑轮组的机械效率η．
（4）若与杠杆A、B两端选接的细绳足够结实，当水位至少达到多高时，人将无法拉起盖板．