在研究性学习活动中,小玲所在的科研小组对南水北调中线工程进行了调查与研究
(1)南水北调中线工程从我省南阳丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京。两地海岸高度差约 ,经过工程师的精心设计,实现了渠水全程自流。渠水流动的动能是由 重力势 能转化而来的。渠水在贯穿黄河时,工程师设计了图甲所示的穿黄隧洞,整个穿黄隧洞相当于一个 。
(2)穿黄隧洞由两条并排的,直径和长度都相同的圆形隧洞组成,单个隧洞从南岸进水口到北岸出水口的长度为 。小玲自制了一个能悬浮于水中的“浮子”,能随渠水以相同速度流动。将”浮子”放入南岸进水口处,经 的时间到达北岸出水口。则穿黄隧洞中水的平均流速为多少?
(3)查资料知,水的压强随深度变化的关系图象如图乙所示,在深度为 的穿黄隧洞底部,水在面积为 的面上产生的压力大小相当于多少千克物体的重力? 取 ,不考虑水面大气压的影响)
(4)如果每条穿黄隧洞的直径约为 ,求两条穿黄隧洞的总输水能力约为每秒多少立方米? 取
如图为某蓄水池的模拟原理图, 池中的液面高度 ,池底有一出水口,出水口下的活塞通过连杆与杠杆 相连,活塞横截面积
.杠杆可绕 端上下转动,另一端有一中空且内有配重的圆柱形浮子浸入 池中, 是杠杆总长的 ,杠杆对浮子的作用力沿竖直方向。原设计当杠杆水平时,浮子浸入水深 ,活塞恰能堵住出水口。但在使用时发现,活塞离出水口尚有一小段距离时,浮子便不再上浮,此时浮子浸入水深 。若将浮子的配重减少,△ ,杠杆变为水平且活塞恰能堵住出水口。出水口面积略小于 ,计算时可认为相等,水的密度 , 。(活塞与连杆自重、杠杆自重及所受浮力、两池中液面高度的变化均不计。
求:
(1) 池池底水深为 处所受压强;
(2)活塞恰能堵住出水口时连杆对杠杆压力的大小;
(3) 池中浮子的横截面积 。
如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机带动钢丝绳自由端以 的速度匀速拉动滑轮组,经过 将体积为 的物体由海底提升到海面,物体离开海面后钢丝绳自由端的速度变为 ,此时电动机的输出功率比物体在海水中时增大了 (不计物体的高度、绳重和摩擦, , 取 , 取 。求:
(1)物体浸没在海水中受到的浮力;
(2)物体在海底时的深度;
(3)物体在海底时受到海水的压强;
(4)物体在海面下匀速上升过程中,该滑轮组的机械效率(不计动滑轮体积)
如图甲所示,滑轮组通过轻质弹簧悬挂于 点,下端悬挂一柱形物体并浸没于装有水的柱形容器中,物体上表面恰好与水平面相平,绳子 端固定,忽略滑轮重,绳重及摩擦。已知容器底面积为 ,水深 ,物体的底面积为 ,高为 ,重为 , , 取 。
(1)求水对容器底的压强;
(2)求水对物体的浮力大小;
(3)求弹簧所受拉力的大小;
(4)若要使柱形物体有 的长度露出水面,需打开阀门 放出多少 的水?(题中弹簧所受拉力 与其伸长量△ 的关系如图乙所示)
试题篮
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