1.如图,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A、B两端分别挂有边长为10cm,重力为20N的完全相同的两正方体C、D, OA∶OB=4∶3;当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态。(g=10N/kg) 求: (1)物体C的密度;
(2)杠杆A端受到绳子的拉力; (3)物体D对地面的压强。
2.甲、乙是两个完全相同的均匀实心圆柱体,重力都为5.4N。甲放在水平地面上,细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央,另一端竖直拉着轻质杠杆的A端。当把圆柱体乙悬挂在杠杆的B端时,杠杆在水平位置平衡,且AO:OB=2:1,如图19所示,此时甲对地面的压强为1350 Pa;当把圆柱体乙放入底面积为30 cm2的薄壁圆柱形容器M中,将质量为450g的水注入容器,圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中,水在容器中的深度为20cm,如图20所示。(已
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知ρ水=1.0×10kg/m)求:
⑴圆柱体甲的底面积是多少cm2?
⑵当圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中时,所受到的浮力是多少N? ⑶圆柱体甲的密度是多少kg/m3? A B O
A B O
乙 乙 20c甲 甲 M 图19 图20
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3. 如图16所示,体积为500cm的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中,细线对
木块的拉力为2N,此时水的深度为20cm。(取g=10N/kg),求:如图所示,求:
(1)水对容器底的压强。; (2)木块受到水的浮力。 (3)木块的密度。
(4)若剪断细线待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,要使剩余木块刚好浸没在水中,在木块上应加多大的力?
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4.为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似(如下图甲所示),相关标准参数为:体积1m3、质量750kg,最大潜水深度4500m,最大航速7.4km/h(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
(1)假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口,当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处,问该探测窗口承受海水的压力增加了多少?
(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时露出海面体积为多大? (3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”,由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如上图乙所示,图中P3=3P1。求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力(不考虑水的阻力)。
5.在缺水地区,需要时刻储备生活用水。图示为一种具有自动蓄水功能的长方形水池,A是一个底面积为100cm2的方形塑料盒,与塑料盒连接的直杆可绕固定点O转动,当蓄水量达到2.4m3时,活塞B堵住进水管注水结束,水位为H。(水的密度是1.0×103kg/cm3,g取10N/kg) (1)注水的过程中,随着水位上升,水对水池底部的压强逐渐________________。 (2)注水结束时,水池中水的质量是多少?此时塑料盒浸入水中的深度是10cm,塑料盒所受的浮力是多大?
(3)若在塑料盒内放入质量为0.3kg的物体,注水结束时的水位H高了多少?
6.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,当容器中水的深度为20cm时,物块A有2/5的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求: (1)物块A受到的浮力; (2)物块A的密度;
(3)往容器缓慢加水(水未溢出)至物块A恰好浸没时水对容器底部压强的增加量△p(整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示).
甲
乙
2
7.一个底面积为10m2的圆柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积为20m3、密度为0.8×103kg/m3的物体A放入其中,最终物体A漂浮于水面上. 则:(1)物体A所受到的浮力是多少?
(2)如图所示,若将画斜线部分截取下来并取出(其体积为浸入水中体积的一半),则取出的那部分物体的质量是多少?
(3)待剩余部分再次静止后,容器底部受到压强减小了多少?(g=10N/kg)
8.如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象,若不计水的阻力(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少? (2)石料的体积是多少? (3)石料的密度是多少?
9.为了将放置在水平地面上、重G=100N的重物提升到高处.小明同学设计了图3所示的滑轮组装置.当小明用图4甲所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图4乙和丙所示.若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2,不计摩擦,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向.求: (1)在2~3s内,拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η. (2)在1~2s内,拉力F做的功W. (3)在0~1s内,重物对地面的压强p.
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10.一边长为10cm,密度为0.6g/m3的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示,求: (1)木块所受的浮力大小? (2)细线的拉力大小?
(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是多大?
11.如图所示,一边长为10 cm的立方体木块,在水中静止时,刚好有1/2露出水面。 求:①木块的密度是多大?
②用手将木块缓慢压人水中,当木块刚好全部没人水中时,手对木块的压力是多大?
③盛水容器中水的深度为15 cm。若忽略将木块压人水中的过程中容器内水面的上升,则将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部,压力所做的功是多少?已知将木块从如图所示位置缓慢压到刚好
全部没人水中的过程中,压力是变化的,该变化的压力所做的功,可以用一个恒力所做的功来代替,这个恒力的大小等于最大压力的二分之一。
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12. 我国某颗返回卫星约是一边长为2m的封闭式正方体,其总质量为1.0×10㎏。回收时,落回预定水域的10m深处,假设用如图11所示的打捞船上的装置匀速吊起,从卫星的上表面露出水面到下表面刚好离开水面的过程中,卫星受到的浮力是变化的,我们可以用一个恒力来代替,
这个恒力的大小等于卫星受到的最大浮力的1/2,不计绳重和绳在水中受到
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的浮力,以及绳与滑轮间的摩擦。(g取10N/㎏,ρ水=1.0×10㎏/m) (1)定滑轮的作用是什么?
(2)起吊之前,卫星下表面受到水的压力是多大?
(3)将卫星匀速吊起后在上表面未露出水面之前,作用在钢绳上A点的水平拉力是多大?
(4)将卫星从水底打捞至下表面刚好离开水面的过程中,作用在A点的水平拉力做了多少功?
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