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浮力综合压轴题培训资料
浮力综合压轴题
浮力综合题
一.浮力与机械
1.如图所示是某校的自动储水装置,轻质杠杆AOB可绕O点无摩擦转动,A端通过细杆与圆柱体浮筒相连,B端通过细杆与压力传感开关S相连,杠杆始终保持水平。
当水位下降到浮筒的下表面时S闭合,电动水泵开始向储水池注水;当水位上升到浮筒的上表面时S断开,电动水泵停止注水,此时压力传感开关受到竖直向上的压力恰好为120N。
一次注水正好把15m3的水从地面送到储水池中。
已知进水口离地面高为20m,OA∶OB=3∶1,浮筒重为70N,浮筒的上表面距池底为2m。
求:
(1)停止注水时池底受到水的压强;
(2)一次注水电动水泵对水所做的功;
(3)圆柱体浮筒的体积。
2.现某课外活动小组,照此设计了如图所示的简单机械,模拟紧急救援落水汽车。
实验中用实心圆柱体A代替小车,已知A的体积为0.12m3,质量为210kg。
(g取 I0N/kg,设整个过程A均为匀速运动状态.忽略钢缆绳重及滑轮净擦.不考虑风浪、 水流等因素的影响。
)
(1)求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大?
(ρ水=1.0x103kg/m3)
(2)若A完全浸没在水中时,滑轮组的机械效丰为60%。
那么A完全打捞出水面后,
岸上钢绳的拉力F为多大?
(3)若A完全打捞出水面后,以0.5m/s的速度被匀速提升,求岸上钢绳手拉力F的功率。
(4)从A上表面刚出水面到A完全离开水而的过程中,滑抢组机械效率如何变化?
请
简述理由。
A完全离开水面机械效率为多少?
3.据报道,华中农业大学的几位学生发明了一种水面垃圾清理船,它能将水面上漂浮的垃圾通过前端的两个旋转滤网收集后,由倾斜的传送带送至船尾的垃圾箱中,如图是设计的样艇。
若相关数据如下表:
(1)工作前,质量为60㎏的驾驶员登上船后,它排开水的体积是多少?
(2)正常工作时,传送带将收集的垃圾升高0.5m后,落入垃圾箱中,这要消耗发动机的1%的能量。
它在5分钟内可传送300㎏的垃圾,求传送带的传送效率。
(3)如何提高该船效率,请提出一条合理化的建议。
名称
水面垃圾清理船
发动机
汽油发动机
额定功率
5kW
质量(空载)
200㎏
排水量
1000㎏
4.如图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。
作用在动滑轮上共三股钢丝绳,卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物,被打捞的重物体积V=0.5m3。
若在本次打捞前起重机对地面的压强p1=2.0×107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2=2.375×107Pa,物体完全出水后起重机对地面的压强p3=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v=0.45m/s。
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)被打捞物体的重力;
(2)被打捞的物体浸没在水中上升时,滑轮组AB的机械效率;
(3)重物出水后,卷扬机牵引力的功率。
5.如图是某养鱼专业户设置在鱼池中央的增氧机,它由三个浮球和连杆把电动水泵固定在一起构成,整个设备总质量300㎏,潜水泵额定电功率3kW.增氧机不工作时,浮球有一半漏出水面.增氧机工作时,即潜水泵抽水,每5min可将1.44×104㎏水送到5m高的空中让其自由下落,从而达到增氧的目的.
(1)连杆和水泵的体积不计,每个浮球的体积是多少?
(2)增氧机正常工作时,其效率为多少?
(3)增氧机工作时,试分析浮球漏出水面的体积有何变化?
(不计算,只作答)
二.浮力与压强
1.两只完全相同的柱形烧杯内分别盛满水和某种液体,现在一弹簧测力计的挂钩上挂着一实心圆柱体,分别将其逐渐浸入水或某种液体中.如图是弹簧测力计吊着圆柱体浸入水或某种液体中的情况.甲图是弹簧测力计的示数随柱体逐渐浸入水中的情况,乙图是弹簧测力计的示数随柱体逐渐浸入某种液体中的情况.试根据图中所给条件,求:
(1)圆柱体的底面积多大?
(2)圆柱体的密度多大?
(3)未放入圆柱体前,液体对烧杯底产生的压强多大?
(g取10N/kg)
2.将甲、乙两个容器放在水平桌面上,甲、乙两容器的底面积分别为S甲和S乙。
甲容器中盛有密度为ρ1的液体,乙容器中盛有密度为ρ2的液体。
现将体积相等的A、B两个物体分别放入甲、乙两容器后,物体A悬浮,物体B漂浮且有一半体积露出液面,此时两容器中液面相平。
液体对甲容器底部的压强为p1、压力为F1,液体对乙容器底部的压强为p2、压力为F2。
已知物体A与物体B的密度之比为2:
3,S乙等于4S甲。
则下列判断正确的是
A.p1=p2,F1>F2
B.p1<p2,12F1=F2
C.3p1=p2,6F1=F2
D.p1>p2,F1=4F2
3.2012年6月,“蛟龙号”潜水器下潜至7000m以下深度,下面是某同学收集的“蛟龙号”潜水器某次海试活动的有关信息。
潜水器5:
29开始下滑,8:
29到达7020m深度。
下滑前,潜水器停放在母船上,潜水器如图闷罐一样湿热,室温达到39.7℃,当潜水器下滑到5000m深度时,冷凝水已布满了整个舱壁.海面海水密度为1.021×103kg/m3,7000m深海处海水密度为1.059×103kg/m3。
“蛟龙号”潜水器是新一代无缆(绳)潜水器,配有压载铁,当它潜到海洋深处时,潜航员会适时地抛掉一定数量的压载铁,实现潜水器的悬停或上浮。
(1)潜水器下潜7000m的平均速度是km/h。
(2)潜水器下滑到500m深度时,潜水器内部产生了大量的冷凝水,这些“冷凝水”的形成是。
A.汽化现象B.液化现象C.凝华现象D.凝固现象
(3)如图潜水器在7000m深度时受到的浮力比它刚潜没在海水中时受到的浮力大7980N。
则潜水器的体积是多少立方米?
(设潜水器体积不变,g取10N/g)
(4)科考时,如果潜水器在某区域内以某一速度匀速下降,在达到一定深度后潜水器抛弃了重为2460N的压载铁,经过一段时间后,潜水器以同样的速度匀速上升。
则潜水器在匀速上升时所受阻力的大小。
(设潜水器在该区域所受的浮力不变,所受阻力仅与速度的大小有关)
4、如图所示,是小明为防止家中停水而设计的贮水箱.当水箱中水深达到1.2m时,浮子A恰好堵住进水管向箱内放水,此时浮子A有1/3体积露出水面(浮子A只能沿图示位置的竖直方向移动).若进水管口水的压强为1.2×105Pa,管口横截面积为2.5cm,贮水箱面积为0.8m2,浮子A重ION求:
(1)贮水箱能装多少水?
(2)浮子A的体积应多大?
5.某校初三
(2)班教室里有一部GB—05型台式饮水机,其结构剖面示意图如下。
控水槽中浮体A与阀门C固定相连,起初浮体A恰好浸没时阀门C关闭;A未浸没时C略有下降,使桶内水流入控水槽。
已知阀门C的横截面积为1.0cm2,不计大气压强,g取10N/kg。
则:
(1)不计浮体A及阀门C的重力,阀门C刚关闭时,浮体A及阀门C这一整体在哪两个力的作用下平衡?
如果浮体A的体积为45cm3为使控水槽内保持一定水位,水桶内的水至多有多高?
(2)若浮体A及阀门C的重力不能忽略且为0.1N,水桶内装有深为40cm的水,为使控水槽内保持一定的水位,浮体A的体积至少为多大?
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