浮力综合压轴题

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1、浮力综合题.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0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：进水门压力传感开Jts o4 B一*溢水口(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

2、所做的功;(3) 圆柱体浮筒的体积。A-2ni2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. 12用，质量为210kg (g取l0N/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 ？(p水=x 10 3kg/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

3、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 kg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 kg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

4、发动机额定功率5kW质量(空载)200 kg排水量1000 kg(1) 漂浮 F( 2004-6G)kgx 1 ON/kg-2600N(l 分)船肆开水的体积是.:V拄=二- :260?礼0.26m3 (1 苛传送带的输入功率：P=5000Wx 1%=5OW( 1-.-：4 - L . - . I： EV = - *, = TJ*- . . . - . ixd ?： 4244、 转送带5分钟内做: W=Gh-mgh=300kgx lON/kxO.Sm=1500)(分传送数皇；I- ! I* v j p - _,. -世一 F _： I50QJ 1网门小71 “总一厂 50FxXKh = iQ%

5、 (1 分):-(3)W传送带敷成德网:式(壇夭鼬端離施网的 收集面积;将豁体徹成流线壁的了将尾部的垃圾箱 改成拖愛乜只要方法合理即可冗1分)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 pi=x 107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对 地面的压强p2107Pa,物体完全出水后起重机对地面的压强 p3=x 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N和N2,N1

6、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 kg,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X 104 kg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

7、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)解；(i)折二 300kg增氧机不工作时，它漂浮在水面上，有：F浮=G 设每个浮球的体积为匕则浮力F浮有：3F浮=函hg二爭陀G = mg.3 T/pVg= mgV = m/p = -y X 300kg/(l ,0 x ltfkg/n?) = 0-2n?(2) P 3000W t = 5min = 300s 恥水= 1.44 x 104kg A = 5m有用功L44x ltfkgx 10N/kgx5m =7*2 x 105总功 = P2 3000W x300s = 9

8、x itfj效率IF有/TF总= 7.2x lJASx ltfj) =80%(3) 增氧机工作时，对喷岀水有向上的作用力，由 于力的作用是相互的*故水对增氧机有向下的作 用力，浮球要下沉一些，露出水面的体积要减小。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

9、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 P 1的液体，乙容器中盛有密度为 P 2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pi、压力为Fi,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.Pl= p2，Fi F2B.PiV P2，12Fi=F2C.3Pi=P2,6Fi=F2D.Pi P2，F

10、i= 4 F23. 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 C,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x103kg/m3,7000m深海处海水密度为x103kg/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)

11、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

12、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. 2X105Pa , 管口横截面积为2. 5 cm,贮水箱面积为0. 8吊，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？.贮水籍酬获V-SA-O.呂m*X 1.2131*(196111*贮水箱的质他：.俪=冃卩=LOXlkg/u?X0 96朮=360kg当浮于A恰誓壞宦班水的丫有.F* 七Fffi=FS=L2X10EftXiSX10t = 30N所駁有：冲令也=G +Fk = 10 N+3C N5 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。贝U:(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45cm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，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？