图的装置主要由长木板甲、物块乙和丙、定滑轮S和动滑轮P、水箱K、配重C和D及杠杆AB组成。C、D分别与支架固连在AB两端,支架与AB垂直,AB可绕支点O在竖直平面内转动。C通过细绳与P相连,绕在P上的绳子的一端通过固定在墙上的S连接到乙上,乙的另一端用绳子通过固定在桌面上的定滑轮与丙连接,乙置于甲上,甲放在光滑的水平桌面上。已知C重100N,D重10 N,丙重20N,OA:OB=1:2,在物体运动的过程中,杠杆始终保持水平位置平衡。若在D上施加竖直向下F0=20N的压力,同时在甲的左端施加水平向左的拉力F,甲恰好向左匀速直线运动,乙相对桌面恰好静止;若撤去拉力F改为在甲的右端施加水平向右的拉力F'时,甲恰好在桌面上向右匀速直线运动,要继续保持乙相对桌面静止,则此时在D上施加竖直向下的压力为F1;若移动K,将丙浸没水中,在拉力F'作用下,甲仍向右匀速直线运动且乙相对桌面静止,则此时在D上施加竖直向下的压力为F2。已知ρ丙=2×103kg/m3,F1:F2=4:5。杠杆、支架和不可伸缩细绳的质量、滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。g取10N/kg。
求:(1)丙浸没水中后受到的浮力F浮;
(2)拉力F。
有一块质量为24g、规格为5cm×4cm×1cm的长方体橡皮泥,小华将它轻轻地放入盛满某种液体的烧杯中,发现橡皮泥下沉到烧杯底部,同时有部分液体从烧杯中溢出,他测得溢出液体的质量为18g。取g=10N/kg,请计算并回答:
(1)这块橡皮泥的密度多大?
(2)这块橡皮泥在液体中受到的浮力多大?
(3)要让橡皮泥漂浮在这种液体中,怎么办?请你写出一种做法。
利用图所示装置,把质量为4kg、密度为4×103kg/m3的薄石块从水面下5m处拉出水面后,再提升了8m,共用时间10s。动滑轮重为20N(不计绳重及滑轮与轴间的摩擦及水对石块的阻力,设石块的两个上升过程都为匀速)。
(1)当薄石块浸没在水中5m深处时,它受到的水的压强是多少?
(2)当薄石块浸没在水中时,它受到的浮力是多少?
(3)在整个过程中拉力F做功的功率是多少?(可近似认为石块离开水面前浮力大小不变)
如图甲所示,正方体A边长0.2m,作为配重使用,杠杆OE:OF=2:3,某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B, 圆柱体B的体积是密闭容器D的;旁边浮体C的体积是0.1m3,该同学站在浮体C上,总体积的浸入水中;该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端,手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图24乙所示;密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变,密闭容器D被提出水后,圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面,同时手松开绳子时,浮体C露出水面的体积减少总体积的;在提升全过程中,配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10 N.(绳的重力,滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g=10N/kg),求:
(1)圆柱体B的重力;
(2)密闭容器D离开水面时,滑轮组提升重物B的机械效率;(百分号前面保留整数);
(3)圆柱体B的密度;
(4)在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量。
图是某课外科技小组的同学设计的厕所自动冲水装置的示意图,它在自来水管持续供给的较小量的水储备到一定量后,自动开启放水阀门,冲洗厕所.实心圆柱体浮体A的质量为5.6kg,高为0.18m,阀门B的面积为7.5×10﹣3m2;连接A、B的是体积和质量都不计的硬杆,长为0.16m.当浮体A露出水面的高度只有0.02m时,阀门B恰好被打开,水箱中的水通过排水管开始排出.已知水的密度为1×103kg/m3,不计阀门B的质量和厚度.当水箱开始排水时,求:
(1)浮体A受到的重力;
(2)水对阀门B的压强和压力;
(3)浮体A受到的浮力;
(4)浮体A的密度.
中华瑰宝﹣﹣寿山石,是中国传统“四大印章石”之一,分布在福州市北郊晋安区与连江县、罗源县交界处的“金三角”地带.如图所示,将一块寿山印章石挂在弹簧测力计下,浸入水之前弹簧测力计的示数为4.8N,当把它浸没水中时,观察到弹簧测力计的示数变为2.8N.(g=10N/kg)
求:
(1)寿山印章石受到的浮力;
(2)寿山印章石的体积;
(3)寿山印章石的密度.
下图是常见的厕所自动冲水装置原理图,水箱内有质量m1=0.4kg,体积V1=3×10-3m3的浮筒P,另有一厚度不计,质量m2=0.2kg,面积S2=8×10-3m2的盖板Q盖在水箱底部的排水管上,用细线将P、Q连接,当供水管上流进水箱的水使浮筒刚好浸没时,盖板Q恰好被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所,当盖板Q恰好被拉开的瞬间,求:
(1)浮筒受到的浮力大小。
(2)细线对浮筒P的拉力大小。
(3)水箱中水的深度。
学完“浮力”知识后,小芳同学进行了相关的实践活动。
(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,如图所示,求木块受到的浮力。
(2)取来规格相同质量为50g的钩码若干,将钩码逐个放置在漂浮的木块上。放多少个钩码时,木块刚好浸没在水中?
某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型,如图所示。其中D、E、G、H都是定滑轮,M是动滑轮,杠杆BC可绕O点在竖直平面内转动,OC∶OB=3∶4。杠杆BC和细绳的质量均忽略不计。人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A,容器的底面积为300 cm2。人的质量是70 kg,通过细绳施加竖直向下的拉力F1时,地面对他的支持力是N1,A以0.6m/s的速度匀速上升。当杠杆到达水平位置时物体A总体积的五分之二露出液面,液面下降了50cm,此时拉力F1的功率为P1;人通过细绳施加竖直向下的拉力F2时,物体A以0.6m/s的速度匀速上升。当物体A完全离开液面时,地面对人的支持力是N2,拉力F2的功率为P2。已知A的质量为75kg, N1∶N2=2∶1,忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力,g取10N/kg。求:
⑴当物体露出液面为总体积的五分之二时,物体所受的浮力;
⑵动滑轮M受到的重力G;
⑶P1∶P2的值。
(12分)为治理疏通河道,在某次作业过程中,工程船用钢丝绳将河底的一段废桥墩系住,通过动滑轮和吊臂将桥墩匀速竖直提出水面,如图甲所示,钢绳的自由端由电动机提供拉力,桥墩始终以0.2m/s的速度匀速上升,电动机的机械输出功率随时间变化的图象如图乙所示,不计动滑轮以及绳的重力、体积,各部件之间摩擦,求:
(1)开始时,废桥墩所在位置河水对河底的压强为多少?
(2)桥墩浸没在河水中时所受的浮力?
用如图(1)所示的装置提升重物,水平横梁AB 固定在支架C顶端,OA: OB=4:1。横梁A端挂一底面积为S=0.1m2的配重M,横梁B端下挂着由质量相等的四个滑轮组成的滑轮组,用此滑轮组多次提升不同的物体,计算出滑轮组的机械效率,并记入下面的表格。
物重G/N |
60 |
80 |
100 |
180 |
机械效率η |
0.75 |
0.80 |
0.833 |
0. 90 |
现用滑轮组分别提升甲、乙两个物体:在水面以上提升密度为ρ甲=0.75kg/dm3的甲物体时,绳自由端的拉力为F1,F1做的功为W1,配重M对地面的压强变化量为ΔP1;在水面以下提升密度为ρ乙=5.6kg/dm3的乙物体时,绳自由端的拉力为F2,F2做的功为W2,配重M对地面的压强变化量ΔP2。
F1、F2所做的功随时间变化的关系如图(2)所示。已知:甲、乙两物体的体积关系为V甲=4V乙,提升甲、乙两物体时速度相同。(不计绳的质量、杠杆的质量、轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取g =10N/kg)求:
(1)配重M对地面的压强变化量的差ΔP2-ΔP1
(2)滑轮组提升浸没在水中的乙物体时的机械效率。(保留百分号前面一位小数)
航空母舰“辽宁”号的一些参数如下:
舰长 |
302m(全长) |
吃水深度 |
10.0m(满载) |
舰宽 |
70.5m |
排水量 |
67000t(满载) |
功率 |
147200kW |
飞行甲板 |
长300m、宽70m |
机库 |
长152m、宽26m、高7m |
最大航速 |
57.6km/h |
已知ρ海水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg,请问:
(1)满载时,舰所受的浮力和舰底海水的压强各是多大?
(2)舰在海上以最大航速匀速前进,所受阻力是多大?
一金属球在空气中称重是14.7N,浸没在水中称重是4.9N.已知金属球的密度为2×103kg/m3,此球是空心的还是实心的?若是空心的,其空心部分的体积是多少?
小刚自制了一个泡沫救生圈。其质量为8kg,体积为0.06m3。求:①救生圈漂浮在水面上时,它所受的浮力为多大?②当小刚躺到救生圈上面时,救生圈刚好完全浸没在水中,则小刚的重力是多少?(g=10N/kg)
试题篮
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