如图1所示,某打捞船打捞水中重物, 是重为 的动滑轮, 是定滑轮, 是卷扬机,卷杨机拉动钢丝绳通过滑轮组 竖直提升水中的重物,如图2所示,体积为 的重物浸没在水中,此时钢丝绳的拉力 的大小为 ,摩擦、钢丝绳重、重物表面沾水的质量及水对重物的阻力均忽略不计, , 。问:
(1)当重物底部位于水面下 深处时,水对重物底部的压强是 ;
(2)重物浸没在水中时受到三个力,其中浮力大小为 ,重力大小为 ;
(3)当重物逐渐露出水面的过程中,重物浸入水中的体积不断减小,打捞船浸入水中的体积不断变 ;重物全部露出水面和浸没时相比,打捞船浸入水中的体积变化了 ;
(4)重物全部露出水面后匀速上升了 ,钢丝绳末端移动了 。此过程中滑轮组的机械效率是多少?
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。
2020年6月20日,我国自主设计和建造的“海斗号”载人潜水器,成功下潜到太平洋“马里亚纳海沟”10000米深处。创造了载人潜水器海水深潜的世界纪录。潜水器由双层船壳构成,外层与海水接触,外壳选择了钛合金作主材,潜水器在上浮和下潜时,其体积是一定的。潜水器近似可以看作长方体,其规格:长 、宽 、高 。该潜水器悬浮在海水中时总质量为 (海面大气压 , 。
(1)假设海水密度不随深度变化,质量不变的潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)“海斗号”悬浮在海水中,求所受到的浮力;
(3)载人潜水器在10000米深处,其上表面受到的压力约为 ,求海水的密度。
解放前,我国经济很落后,一些地区过着极其原始的生活。如图所示,就是为了解决饮水问题,需要到很远地方挑水的示意图。为了防止道路不好水溅出桶外,在水面上覆盖木板(如图),若一个木板质量为 ,密度为 ,每个桶内水深 ,求:
(1)桶底受到的水产生的压强;
(2)一个木板受到的浮力及静止时露出水面的体积;
(3)扁担与绳质量忽略不计,扁担长度 ,每桶水总重 ,扁担与肩膀接触点距离扁担右端 ,支撑手距离扁担左端也是 ,则支撑手受到的扁担产生的压力。
有人说,水里的冰山融化后,水面会上升,你认为这种说法是否正确?请你用下面给出的图示,并用学过的知识进行正确解释(忽略热胀冷缩对水和冰的影响,已知冰和水的密度之比为 ),并得出正确结论。
今年5月,运用“蓝鲸一号”钻探平台,我国南海神孤海域首次实现可燃冰试采成功。
材料一:可燃冰,学名天然气水化合物,其化学式为 .它是天然气的固体状态(因海底高压)。埋于海底地层深处的大量有机质在细菌的分解作用下,最后形成石油和天然气(石油气),其中许多天然气被包进水分子中,在海底的低温 与压力下结晶,形成“可燃冰”。
材料二:“蓝鲸一号”钻探平台设计和建造过程创新了多项世界记录。它长117米,宽92.7米,高118米,质量为42000吨。
请根据上述材料回答:
(1)形成可燃冰需要一定的生态环境。
①海底底层深处,这些分解有机质的细菌能很好的生存,体现了生物对环境的 ,这些细菌分解有机质 (选填“需要”或“不需要” 氧气。这些细菌与真菌在细胞结构上的主要区别是 。
②在开采过程中,极少量的垃圾废弃物没有对海洋环境造成破坏,这主要是因为海洋生态系统有 的 能力。
(2)形成可燃冰的其中一个条件是有甲烷气源。
①可燃冰 中 的元素质量比是 。甲烷属于 (选填“有机物”或“无机物”
②与石油、煤等化石燃料相比较,开采可燃冰的积极意义有(写一条) 。(可燃冰在空气中燃烧的化学方程式为
(3)如果南海海水的密度是 千克 米 ,“蓝鲸一号”钻探平台漂浮海面受到海水浮力是 牛,浸入海水的体积至少需要 米 ,开采处的可燃冰可以直接在管口点燃,说明已经成为气体,从固体变成气体的原因可能是 。
一人用桶从井里取水,已知桶的容积是 ,空桶的质量是 ,忽略绳子的重力。 、 求:
(1)装满水后水的质量;
(2)用绳子把桶放到井里,进入一些水后,桶仍然漂浮在水中,此时它排开水的体积是 ,桶受到的浮力;
(3)将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高 ,绳子的拉力做的功;
(4)提水的效率。
质量为 的科考潜水器,在水下匀速下潜或加速下潜时受到水的阻力各不相同。若潜水器下潜时所受阻力与速度的关系如下表:
速度 |
1.2 |
1.2 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
阻力 |
300 |
300 |
300 |
320 |
340 |
360 |
380 |
400 |
求:(1)潜水器在水面下 处,受到水的压强为多少?(水的密度为
(2)向潜水器水仓中注入 水后,潜水器刚好以 的速度匀速下潜,求注水后潜水器的平均密度。
(3)写出潜水器加速下潜时,所受阻力 与速度 的关系式: 。
如图甲所示, 、 为不同材料制成的体积相同的实心正方体,浸没在圆柱形容器的水中,容器内部底面积是正方体下表面积的4倍。沿固定方向缓慢匀速拉动绳子,开始时刻, 的上表面刚好与水面相平,滑轮组绳子自由端的拉力 大小为 , 随绳端移动距离 变化的图象如图乙所示。已知动滑轮的重力 , 取 。除了连接 、 间的绳子承受拉力有一定限度外,其它绳子都不会被拉断。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计。
(1)正方体 、 之间的绳子长度 是多少?
(2)正方体 和 的密度 、 分别是多少?
(3)整个过程中,水对容器底部压强的最大变化量△ 是多少?
如图1所示,置于水平地面的薄壁容器上面部分为正方体形状,边长 ,下面部分也为正方体形状,边长 ,容器总质量 ,容器内用细线悬挂的物体为不吸水的实心长方体,底面积 ,下表面与容器底面距离 ,上表面与容器口距离 ,物体质量 。现往容器内加水,设水的质量为 ,已知 , 。
(1)当 时,水面还没有到达物体的下表面,求此时容器对水平地面的压强;
(2)当 时,求水对容器底部的压力;
(3)当 时,求出水对容器底部的压力 随 变化的关系式,并在图2中作出 图像。
如图所示装置中,轻质杠杆支点为 ,物块 、 通过轻质细线悬于 点,当柱形薄壁容器中没有液体时,物体 悬挂于 点。杠杆在水平位置平衡;当往容器中加入质量为 的水时,为使杠杆在水平位置平衡,物块 应悬于 点。 . 为均匀实心正方体, . 的边长均为 。连接 , 的细线长为 , 的下表面到容器底的距离也为 ,柱形容器底面积为 .已知: , , 、 两点间的距离为 ;三个物块的重为 . , , ; , 。杠杆重力对平衡的影响忽略不计,细线重力忽略不计,物块不吸水。
(1) 、 两点间的距离 ?
(2) 、 两点间的距离 ?
(3)如果剪断物块 上方的细线,往容器中加水,直到容器中水的质量为 ,则物块处于平衡位置后,水对物块 上表面的压力 ?
边长为 的薄壁正方形容器(质量不计)放在水平桌面
上,将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部,其横截面积为 ,高度为 。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体,圆柱体始终直立,圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。 取
(1)判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系,并写出判断依据;
(2)当圆柱体刚被浸没时,求它受到的浮力;
(3)当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为 时,求容器内液体的质量。
如图甲所示,用电动机和滑轮组把密度为 ,体积为 的矿石,从水底匀速整个打捞起来, 取 ,水的密度为 .求:
(1)矿石的重力;
(2)矿石浸没在水中受到的浮力;
(3)矿石露出水面前,电动机对绳子拉力的功率为 ,矿石上升过程中的 图象如图乙所示,求滑轮组的机械效率;
(4)如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦,矿石露出水面后与露出水面前相比,滑轮组机械效率会如何改变?为什么?
如图甲所示,一个底面积为 的薄壁圆柱形容器置于水平地面上,装有 深的水。现将物体 放人其中,物体 漂浮于水面上,如图乙所示,此时容器底部受到水的压强比图甲增大了 .当再给物体 施加一个竖直向下大小为 的力 以后,物体 恰好浸没水中静止(水未溢出),如图丙所示。 , 取 求:
(1)容器中水的质量;
(2)物体 放入前,容器底部受到水的压强;
(3)物体 的密度。
在“研究液体内部的压强”的实验中,小红选用液体压强计和两个透明圆柱状的容器,分别盛适量的水和盐水进行实验,操作过程如图甲所示。
(1)小红将压强计的探头插入水中后,发现探头看上去变大了,这是因为容器和水的共同作用相当于 ,起到了放大的作用。
(2)通过比较 、 三个图可以得出的结论是:在同种液体的内部, 。
(3)小红比较 、 两个图得出液体压强和液体密度有关的结论,小明认为这样比较得出结论是不正确的,他的理由是: 。
(4)小明利用量筒和一个带胶塞的小瓶,测量出矿石的密度,如图乙,实验过程如下:
①用量筒量取适量的水,读出体积为 ;
②将小瓶放入量筒内,小瓶漂浮在水面上,读出体积为 ;
③将适量的矿石放入小瓶中,再将小瓶放入量筒内,小瓶仍漂浮在水面上,读出体积为 ;
④将瓶内的矿石全部倒入水中,再将小瓶放入量筒内,读出体积为 。
根据以上信息计算(水的密度用 表示):在图乙③中,小瓶和矿石受到的浮力 ;矿石的密度表达式为 。
试题篮
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