乌鸦喝水的故事大家都熟悉。假若它碰到的是一个放在水平地面上容积为800cm3的圆柱形容器(容器壁厚度不计),该容器的底面积为20cm2,里面装有400cm3的水,这只口渴的乌鸦将地上的小石块逐个投入瓶子内。当瓶内石块的总质量达到1kg时,水面刚好升到瓶口,乌鸦喝到了水。(g取10N/kg)求:
⑴ 瓶子内石块的总体积是多少?
⑵ 这时水对容器底的压强是多少?
⑶ 瓶子内石块所受的浮力共为多大?
⑷ 这时容器对地面的压强共增加了多少?
一个铁块的体积是20cm3,若将它全部浸没在水中,铁块所受的浮力是多大?当这个铁块有五分之一露出水面时,水对铁块的浮力是多大?(g取10N/kg)
如图甲所示,底面积为50cm2的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水,放在水平台面上,底面积为10cm2的圆柱形物体B浸没在水中,杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,CO=2DO;物体A是质量为100g的配重物。
在物体A上再加一个0.6N的向下拉力F,杠杆会转动到在水平位置平衡,如图乙所示,此时物体B有2/5的体积露出水面,筒中水的深度比图甲中水的深度下降了0.4cm。
(取10N/kg,杠杆、悬挂物体的细绳的质量均忽略计)
求:(1)物体B的体积;
(2)乙图中物体B所受的浮力大小;
(3)乙图中物体B底部所受水的压强大小;
(4)物体B的密度。
如图所示:大洋一号是目前中国第一艘现代化的综合性远洋科学考察船,也是我国远洋科学调查的主力船舶,排水量是5600t,船上配备的机器人系统能在6000m深的海底进行探测。
求:(1)机器人在海底探测是所受到海水的压强; (ρ海水=1.03×103Kg/m3).
(2)满载时,船所受的浮力。
图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,D是油缸,E是柱塞。卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升,同时提升重物。被打捞的重物体积是,若在本次打捞前,起重机对地面的压强 p0=2.0×107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p1=2.375×107Pa,物体全部出水面后起重机对地面的压强p2=2.5×107Pa,假设起重时柱塞沿竖直方向,物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2,N1与N2之比为19:24。重物出水后上升的速度,吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。(g取10N/kg)求:
(1)被打捞物体的密度;
(2)若被打捞物体在水中匀速上升时滑轮组AB 的机械效率为,物体全部露出水面在空气中匀速上升时,滑轮组AB 的机械效率为,求
(3)重物出水后,卷扬机牵引力的功率。
如图甲,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.如图乙所示的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的变化图像.试求:(g取10 N/kg)
(1)圆柱体受到的最大浮力.
(2)圆柱体的密度.
图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。C是卷扬机,E是液压机的柱塞,能够竖直向上支撑起重臂OMB。在起重臂的两端分别固定有定滑轮,图中虚线框内是悬挂在起重臂B端的滑轮组(未画完整,其中A是定滑轮),卷扬机经O点和B点的定滑轮拉动滑轮组的钢丝绳自由端K,使重物始终以恒定的速度匀速上升。当重物完全浸没在水中上升的过程中,地面对起重机的支持力N1为1.225×105N,柱塞E对起重臂的支撑力为F1,卷扬机对钢丝绳自由端K的拉力T1为6.25×103N,滑轮组的机械效率为η;重物被完全拉出水面后上升的过程中,地面对起重机的支持力N2为1.375×105N,柱塞E对起重臂的支撑力为F2,卷扬机的输出功率P2为5kW,对钢丝绳自由端K的拉力为T2。已知定滑轮A的质量mA为200kg,虚线框内动滑轮的总质量mD为250kg,F1:F2=9:14。若不计起重臂、钢丝绳的质量及滑轮组的摩擦,g取10N/kg,求:
(1)被打捞的重物浸没在水中时受到的浮力F浮;
(2)滑轮组的机械效率η;
(3)卷扬机拉动钢丝绳的速度v。
一旅游观光艇(如图),其部分技术参数如下表:(取:g=10N/kg,柴油的热值为4×107J/kg,ρ柴油=0.8×103 kg/m3)
求:(1)假设每位乘客的平均质量为60kg,观光艇满载乘客时,所受浮力是多少?
(2)观光艇以最大功率匀速行驶时,受到水的平均阻力是多大?
(3)若这次航行2小时共消耗柴油30L,则柴油发动机的效率为多少?
某公司用船来搬运体积为1m3、密度为2×103kg/ m3的密封箱,搬运的方法是:把部分密封箱放在船上,另一部分密封箱用钢绳固定在船体外并使密封箱浸没在水中如图所示。船最大排水量为200吨,船自重为100吨。求:
(1)每个密封箱的质量
(2)船体外每个密封箱对钢绳的拉力
(3)船行驶时所受阻力与速度的关系图像如图所示,则当船以15m/s的速度匀速行驶时船的功率是多少?
(4)某次搬运时把20个密封箱固定在船体外,则船一次最多能运多少个密封箱?
学完“浮力”知识后,小文同学进行了相关的实践活动。(p水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)她选取一质量为750g、体积为1250cm3长方体木块,让它漂浮在水面上,如图甲所示,求木块受到的浮力。
(2)取来规格相同由合金材料制成的螺母若干,每只螺母质量为50g,将螺母逐个放置在漂浮的木块上。问:放多少只螺母时,木块刚好浸没在水中?
(3)她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验,弹簧测力计静止时的示数为0.4N,求合金材料的密度。
木块A的体积为500cm3,质量为300g,用细线拉着浸没于盛水的圆柱形容器中,容器的底面积为100cm2,容器内水面高度为30cm,如图所示,求:(p水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)物体受到的浮力;
(2)水对容器底的压强;
(3)绳子的拉力T;
(4)若剪断绳子后,木块静止时,水对容器底的压强。
我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器(如图甲)完成下潜深度7000m的深海潜试,标志着我国成为第五个掌握大深度载人深潜技术的国家.蛟龙号带有适当数量的压载铁,通过改变压载铁的数量,来控制其下沉或上浮.蛟龙号工作时,开始因压载铁的数量较多,浮力小于重力而下沉.到达工作区后,抛掉部分压载铁,使其浮力接近于重力,减小螺旋桨的工作压力.工作结束后,抛掉所有的压载铁,蛟龙号这时浮力大于重力而上升.
“蛟龙号”的电源是由多节充油银锌蓄电池串联而成.这种电源的“比能量”约为14kW.h/kg,“比能量”是指电池单位质量所输出的电能.这种蓄电池的放电电压随时间的变化规律如图,可以用60A的电流连续放电13h.
(1)加速下沉的“蛟龙号”,若在经过某一密度均匀的海水区域时,迅速抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力,不计水的阻力,则其将( )
A.继续加速下沉 | B.减速下沉 | C.匀速下沉 | D.立即静止 |
(2)在深海工作区内,“蛟龙号”以2km/h的速度水平巡航到1000m外的另一个工作区需要_______h.
(3)“蛟龙号”的体积约为20m3,深海工作区海水的密度为1.06×103kg/m3.则“蛟龙号”在工作区所受的浮力为多少N?“蛟龙号”的质量约为多少kg?(g取10N/kg)
(4)“蛟龙号”工作时,需要的总能量约为112kW.h.则其电源的质量约为__________kg,为了对“蛟龙号”正常供电,串联的蓄电池不得少于_________节.
将一小石块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,在空气中测得其重力为2.8N,将其浸没在水中测得弹簧测力计的示数为1.8 N,求:(g=10N/kg)
(1)小石块浸没在水中时所受的浮力是多少?
(2)小石块的体积为多少?
弹簧秤下挂一个物体,在空气中读数是1.6 N ,当物体全部浸入水中时,弹簧秤示数是0.8N。求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体的密度。
学习了浮力有关知识后,同学们都已经知道:浮力跟物体所浸在的液体密度、排开液体的体积有关。但王丽总感到:浮力大小应与物体所在液体的深度有关,并猜想:“深度越深,浮力越大”。于是做了如下实验:她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,直到圆柱体底面接近烧杯底部接触为止,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。
(1)分析图像可知,圆柱体的重力是_ ____N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是__ __N;
(3)圆柱体的体积是_________m3;
(4)圆柱体的密度是_________kg/m3;
(5)分析图像BC段,可得结论:物体浸没液体之前,
浸入液体的深度越深,受到的浮力越________(选填“大”或“小”);
(6)分析图像CD段,可得结论:____________ _______。
试题篮
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