如图甲所示的平底薄壁玻璃杯,底面积为3×10-3m2,装满水后水深0.1m。现将一个5×10-5m3的木块缓慢放入水中,静止后木块有的体积浸在水中(如图乙)。ρ水=1.0×103 kg/m3,求:
(1)放入木块前水对杯底的压强是多少?
(2)放入木块后木块所受的浮力是多少?
(3)放入木块后水对杯底的压力是多少?
我市经济建设中用到大量机械设备,某种起重机结构如图所示,起重机的吊臂 可以看作杠杆,吊臂前段用钢绳连着滑轮,立柱 竖直, .用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提起,放在水平地面上,石墩质量为 、底面积为 、高为 取 ,
(1)浸没在水中的石墩(石墩的底部未浸入淤泥中),受到浮力是多少?
(2)石墩放在水平地面上时,起重机未对石墩施力,则石墩对底面的压强是多少?
(3)石墩完全离开水面被提升的过程中,测得每根钢绳的拉力为 ,此时动滑轮的机械效率是多少?
(4)当石墩被提起且仍浸没在水中时,若忽略动滑轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦,起重机立柱 对吊臂 点竖直向上的作用力是多少?
某科技小组的同学们设计了一个自动冲刷装置,该装置能把进水管供给的较小流量的水储存到一定量后,自动开启放水阀门进行冲刷。图是该装置主要部件的截面示意图,AB是一个可以绕O点转动的轻质杠杆,OB=2OA;C是厚度为d、底面积为S的放水阀门(阀门C刚好堵住排水管管口)。将一根细绳一端系在阀门C中央,另一端系在杠杆的A点。浮筒D是一个底面积为4S的空心圆柱体,将细绳一端系在浮筒D下端中央并通过定滑轮使绳的另一端与杠杆的B点相连。当水箱中的水深为2.5h时,系在浮筒D下端的细绳刚好被拉直;当水箱中的水深为3h时,阀门C刚好被打开。在阀门C被打开前,杠杆AB始终保持水平,若细绳所受的重力以及装置的机械阻力均忽略不计,水的密度为ρ水,则放水阀C的质量是多少?
小宁想测量一只玉石手镯的密度,进行了以下的实验操作:
(1)如图甲所示,小宁把天平放在水平桌面上,看到指针指在分度盘的中线处,于是直接使用天平进行测量。小宁操作的错误是: 。
(2)改正错误后,小宁用调节好的天平测量玉石手镯的质量,所用砝码的个数和游码的位置如图乙所示,则玉石手镯的质量为 。
(3)小宁测量玉石手镯的体积时遇到了难题,玉石手镯不能放进 的量筒中,无法测量手镯的体积。请你从天平、烧杯(数量、大小不限)、量筒 、小木块、水、细线中选用合适器材,找到一种测量手镯体积的方法,写出具体的操作步骤(可以结合画图用文字说明)。
(4)在学习完浮力的知识后,小宁又想到可以利用弹簧测力计、水、烧杯、细线测量玉石手镯的密度。
①用细线拴住手镯挂在弹簧测力计上,用弹簧测力计测出手镯所受的重力 ;
②将手镯浸没在装有适量水的烧杯内,记录此时弹簧测力计的示数 ;
③请推导出手镯密度的表达式 (用已知量、测量量表示,比如水的密度用 表示)。推导过程(测量量用字母表示,推导过程要有必要的文字说明)
在新农村建设中很多楼房顶上装有如图20所示的太阳能热水器,图是内部水箱的结构示意图。S l是自动温控开关,当水温低于20℃时闭合,辅助加热电阻R开始加热;当水温高60℃时断开,辅助加热电阻R停止加热。A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体,密度为1.8×103kg/m3,悬挂在水箱顶部的压力传感开关S2上。当S2受到竖直向下的拉力达到16 N寸闭合,电动水泵M开始向水箱注水;当拉力小于等于10N时,S2断开,电动水泵M停止注水。取g=10N/kg。求:
(1)若水箱内有100 kg的水,夜晚在辅助加热系统作用下,水温升高了20℃,水吸收的热量。 [C水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)A、B的体积均为500 cm3,A、B的总重力。
(3)正常情况下水箱中的水面最高时,A受到的浮力。(开关S2下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计。)
某小组探究"浮力的大小与排开液体所受重力的关系"。
(1)弹簧测力计使用前要先进行 。
(2)实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为 、 、 、 。由图甲和丁可知物体受到的浮力 。
(3)以下选项中若 成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A. |
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B. |
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C. |
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(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计 和 、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到 的示数逐渐 , 的示数逐渐 ,且 、 示数的变化量 (选填"相等"或"不相等" 。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是 (多选)
A. |
测力计 的示数就是物体所受浮力的大小 |
B. |
实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定 |
C. |
能同步观察测力计 、 示数的变化 |
“曹冲称象”是家喻户晓的典故。某校兴趣小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中,如图14-5所示。已知玻璃杯的质量为200g,底面积为30cm2,高度为15cm。(g=10N/kg)。求:
(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内),杯子受到的浮力。
(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置)。
(3)此浮力秤的最大称量(即量程)。
在抗震救灾中,某舟桥部队利用冲锋舟为灾区开辟了水上生命线(如图所示),人们乘坐的冲锋舟满载时排开水的体积是1.5m3,冲锋舟自重为0.6×104N,假设每人的平均质量为60Kg.求:
(1)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(2)为保证安全,这条冲锋舟最多能承载多少人?
(3)已知冲锋舟底部距离水面的深度是0.5m,冲锋舟底部所受水的压强有多大?(水的密度为1×103Kg/m3,g=10N/Kg)
如图甲所示,质量分布均匀且不吸水的柱体 高 。足够高的圆柱形容器 底面积为 、装有 深的水。若将 水平切去高度为 的部分,并将切去部分竖直缓慢放入 中,水的深度 随切取高度 的变化关系如图乙所示。柱体 的密度是 ;当切去的高度 为某一值时, 剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等,然后向 中缓慢加水,当加入水的质量为 时,水中柱体仍保持直立,水对容器底的压强为 。
如图甲所示,小勇同学设计了一个汽车落水安全装置并进行了试验,在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊,气囊的触发由图乙所示电路中 、 间的电压来控制,压敏电阻 水平安装在汽车底部 处, 的阻值随其表面水的压力的变化如图丙所示。某次试验时:汽车入水前把 的滑片调到合适位置不动,闭合开关 ,电压表的示数为 ,再把汽车吊入足够高的长方体水池中缓慢下沉,直到 、 间的电压等于或大于 时,气囊就充气打开,使汽车漂浮在水中,试验装置相关参数如表所示。
电源电压 |
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接触水的面积 |
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长方体水池底面积 |
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(1)求汽车入水前电路中的电流;
(2)当汽车漂浮时,测得水池的水位比汽车入水前上升了 (水未进入车内),求汽车受到的重力;
(3)求气囊充气打开时汽车 处浸入水中的深度。
如图所示,水中有一支长 、底部嵌有铁块的蜡烛,露出水面的长度为 ,点燃蜡烛,至蜡烛熄灭时,水对容器底部产生的压强 (选填"变大"、"变小"或"不变" 。熄灭时蜡烛所剩长度为 。
如图甲所示,薄壁圆柱形容器放在水平台上,容器的底面积 ,质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住,悬挂于容器中。以恒定速度向容器中缓慢注水(每分钟注入 ,直至注满容器为止,细绳的拉力大小与注水时间的关系图像如图乙所示。 ,常数 ,物块不吸水,忽略细绳体积、液体扰动等其它次要因素。
(1)求注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离 ;
(2)当细绳的拉力为 时,求水对物块下表面的压强;
(3)若改为以恒定速度向容器中缓慢注入另一种液体(每分钟注入 , ,直至 时停止。求容器底部所受液体压强 与注液时间 分钟 的函数关系式。
如图甲所示为中国首艘国产航母 下水时的情景。某中学物理兴趣小组的同学在实验室模拟航母下水前的一个过程,他们将一个质量为 的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部,该柱形容器质量为 ,底面积为 ,高为 ,如图乙所示。现在向容器中加水,当加水深度为 时,模型刚好离开容器底部,如图丙所示。继续加水直到深度为 ,然后将一质量为 的舰载机模型轻放在航母模型上,静止后它们一起漂浮在水面。求:
(1)图丙中水对容器底部的压强为多少帕?
(2)图丙中航母模型浸入水中的体积为多少立方米?
(3)放上舰载机后整个装置静止时,相对于水深为 时,容器对水平地面的压强增加了多少帕?
的医用酒精可以有效灭活新型冠状病毒,小刚从网上购置了两瓶某品牌 的医用酒精,说明书如图甲所示,小刚查到 的医用酒精密度为 ,于是想通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格:
(1)小刚取适量该酒精进行实验:
① 为使测量结果更准确,以下实验操作步骤合理顺序是 (用字母表示)。
.计算酒精的密度
.用天平测出烧杯的质量
.在烧杯中盛适量的酒精,用天平测出酒精和烧杯的总质量
.调节天平平衡
.将烧杯中的酒精倒入量筒中,读出其体积,如图乙所示
②测量酒精和烧杯总质量时,砝码和游码的位置如图丙所示。则总质量为 ,该酒精的密度是 。
③根据测量结果,小刚能否鉴定该产品是否合格?并说明理由 。
(2)在学完浮力的知识后,小刚又想到可以利用弹簧测力计,水、烧杯,细线和小石块来测量该酒精的密度。实验操作步骤如下:
.用细线将小石块绑好,挂在弹簧测力计下,读出测力计示数
.在烧杯中倒入适量的水,将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中,读出测力计示数
.算出小石块的体积
.在擦干水的烧杯中倒入适最的酒精,将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下,使其浸没在酒精中,读出测力计示数
根据上述操作步骤,请你帮助小刚推导出该酒精密度 的表达式为 (表达式用测量量的字母表示,水的密度用 表示,推导过程要有必要的文字说明)。
试题篮
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