1、精選文庫 浮力綜合題 一.浮力與機械 1. 如圖所示是某校的自動儲水裝置，輕質杠桿 AOB可繞0點無摩擦轉動，A端 通過細桿與圓柱體浮筒相連，B端通過細桿與壓力傳感開關 S相連，杠桿始終保 持水平。當水位下降到浮筒的下表面時 S閉合，電動水泵開始向儲水池注水； 當水位上升到浮筒的上表面時 S斷開，電動水泵停止注水，此時壓力傳感開關 受到豎直向上的壓力恰好為120N。一次注水正好把15m3的水從地面送到儲水 池中。已知進水口離地面高為 20m，OA : OB=3 ： 1,浮筒重為70N，浮筒的上 表面距池底為2m。求： 壓力傳感開關S 雀水U (1) 停止注水時池底受到水的壓強； L 3m 1

2、_ t 亠 A k k 進水n 帕水口 (2) 一次注水電動水泵對水所做的功； (3) 圓柱體浮筒的體積。 2. 現某課外活動小組，照此設計了如圖所示的簡單機械，模擬緊急救援落水汽 車。實驗中用實心圓柱體A代替小車，已知A的體積為0. 12m3,質量為210kg。 (g取l0N/kg,設整個過程A均為勻速運動狀態(tài).忽略鋼纜繩重及滑輪凈擦.不考慮 風浪、水流等因素的影響。) (1) 求A完全浸沒在水中時受到的浮力是多大 ?(p水=1.0 x 103kg/m3 ) (2) 若A完全浸沒在水中時，滑輪組的機械效豐為60%。那么A完全打撈出 水面后， 岸上鋼繩的拉力F為多大？ (3) 若A完全打撈出水

3、面后，以0.5m/s的速度被勻速提升,求岸上鋼繩手拉力 F的功率。 77777777 (4) 從A上表面剛出水面到A完全離開水而的過程中， 滑搶組機械效率如何變化？請 簡述理由。A完全離開水面機械效率為多少？ 3. 據報道，華中農業(yè)大學的幾位學生發(fā)明了一種水面垃圾清理船，它能將水面 上漂浮的垃圾通過前端的兩個旋轉濾網收集后，由傾斜的傳送帶送至船尾的垃 圾箱中，如圖是設計的樣艇。若相關數據如下表： （1）工作前，質量為60 kg的駕駛員登上船后，它排開水的體積是多少 ？ （2）正常工作時，傳送帶將收集的垃圾升高 0.5m后，落入垃圾箱中，這要消耗發(fā) 動機的1%的能量。它在5分鐘內可傳送300 k

4、k的垃圾，求傳送帶的傳送效率。 （3）如何提高該船效率，請?zhí)岢鲆粭l合理化的建議。 名稱 水面垃圾清理 船 發(fā)動機 汽油發(fā)動機 額定功率 5kW 質量（空載） 200 kk 排水量 1000 kk （1）船 漂 俘 F it = G m官二（200 + 60 kg 乂1 ON/ kg= 2600N（1 分） 船肆開水的體積是. 3撫莎冷莎“礙皿）； 送帶的輸入功率:P=5flQqWxl%=50Wtr 分） ;. : 怪 傳送帶5分鐘內做功為:WGhtngh=5TOkgx 10N/Xf0.5ml500）（i 分）；1* - 傳送效卑；一 I SF r15007 /卷-P（X 3伽 :（3）將傳送帶

5、咬成濾網式（增大前嘉檢濾網的 收集面積;將船體做成流線型的；將尾部的垃圾箱 改成拖愛.只要方法合理即可）（1分） ：辻 4. 如圖圖是液壓汽車起重機從水中打撈重物的示意圖。A是動滑輪，B是定滑 輪，C是卷揚機，D是油缸，E是柱塞。作用在動滑輪上共三股鋼絲繩，卷揚機 轉動使鋼絲繩帶動動滑輪上升提取重物，被打撈的重物體積V = 0.5m3。若在本 次打撈前起重機對地面的壓強 pi = 2.0X 107Pa,當物體在水中勻速上升時起重機 對地面的壓強p2 = 2.375X 107pa，物體完全出水后起重機對地面的壓強p3 = 2.5 X 107Pa。假設起重時柱塞沿豎直方向，物體出水前、后柱塞對吊臂

6、的支撐力分 別為N1和N2, N1與N2之比為19: 24。重物出水后上升的速度 v = 0.45m/s。吊 臂、定滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計。(g取10N/kg)求： (1) 被打撈物體的重力； (2) 被打撈的物體浸沒在水中上升時，滑輪組 AB的機械效率； (3) 重物出水后，卷揚機牽引力的功率。 B 9 連桿和水泵的體積不計，每個浮球的體積是多少？ 增氧機正常工作時，其效率為多少？ 增氧機工作時，試分析浮球漏出水面的體積有何變化？(不計算，只作 5. 如圖是某養(yǎng)魚專業(yè)戶設置在魚池中央的增氧機，它由三個浮球和連桿把電動 水泵固定在一起構成，整個設備總質量 300 kg,潛水泵額定

7、電功率3kW.增氧機 不工作時，浮球有一半漏出水面.增氧機工作時，即潛水泵抽水，每5min可將 1.44X 104 kk水送到5m高的空中讓其自由下落，從而達到增氧的目的. (1) (2) (3) 答) 解：l)m = 300kg 増氧機不工作時，它漂浮在水面上，有：尸浮=G 設每個浮球的徉積為攸則浮力F浮樸 3 G- mg 二今隔=mg 3 ?. V = m/p = (2) P w 3000W 104kg h = 5m 有用功甲有- 7.2x y X 300kg/(l .0 X lOkg/n?) = % t - 5min = 300sm水=L44 x LlX mk = L44 X Iff*k

8、g x lON/kg x 5m = 總功 =丹二3000Wx300b=9X itfj 效率 盯 IF有/IF恿=74X【j/(9x Itfj) =80% (3) 增氧機工作時，對噴岀水有向上的作用力，由 于力的作用是相互的，故水對增氧機有向下的作 用力級浮球要下沉一些，露出水面的體積要減小。 二.浮力與壓強 1 .兩只完全相同的柱形燒杯內分別盛滿水和某種液體，現在一彈簧測力計的掛 鉤上掛著一實心圓柱體，分別將其逐漸浸入水或某種液體中.如圖是彈簧測力 計吊著圓柱體浸入水或某種液體中的情況.甲圖是彈簧測力計的示數隨柱體逐 漸浸入水中的情況，乙圖是彈簧測力計的示數隨柱體逐漸浸入某種液體中的情 況.試

9、根據圖中所給條件，求： (1) 圓柱體的底面積多大？ (2) 圓柱體的密度多大？ (3) 未放入圓柱體前，液體對燒杯底產生的壓強多大？ (g取10N/kg) 2. 將甲、乙兩個容器放在水平桌面上，甲、乙兩容器的底面積分別為 S甲和S乙。 甲容器中盛有密度為P的液體，乙容器中盛有密度為 P的液體?，F將體積相等 的A、B兩個物體分別放入甲、乙兩容器后，物體 A懸浮，物體B漂浮且有一 半體積露出液面，此時兩容器中液面相平。液體對甲容器底部的壓強為P1、壓 度之比為2:3，S乙等于4S A. P1 P2, F1 F2 B. P1 P2, F1= 4F2 力為Fi，液體對乙容器底部的壓強為P2、壓力為F

10、2。已知物體A與物體B的密 甲。則下列判斷正確的是 3. 2012年6月，“蛟龍?zhí)枴睗撍飨聺撝?000m以下深度，下面是某同 學收集的“蛟龍?zhí)枴睗撍髂炒魏Ｔ嚮顒拥挠嘘P信息。 潛水器5: 29開始下滑，8: 29到達7020m深度。下滑前，潛水器停放在 母船上，潛水器如圖悶罐一樣濕熱，室溫達到39.7 C,當潛水器下滑到 5000m深度時，冷凝水已布滿了整個艙壁.海面海水密度為1.021 X 103kg/m3，7000m深海處海水密度為 1.059 X 103kg/m3“蛟龍?zhí)枴睗撍?是新一代無纜(繩)潛水器，配有壓載鐵，當它潛到海洋深處時，潛航員 會適時地拋掉一定數量的壓載鐵，實現潛水器

11、的懸停或上浮。 (1) 潛水器下潛 7000m的平均速度是km/h 。 500m深度時，潛水器內部產生了大量的冷凝水，這些 (2) 潛水器下滑到 “冷凝水”的形成是 .液化現象C .凝華現象D .凝固現象 7000m深度時受到的浮力比它剛潛沒在海水中時受到 A.汽化現象B (3) 如圖潛水器在 的浮力大7980N。則潛水器的體積是多少立方米？(設潛水器體積不變， 取 10N/g ) (4) 科考時，如果潛水器在某區(qū)域內以某一速度勻速下降，在達到一定 深度后潛水器拋棄了重為2460N的壓載鐵，經過一段時間后，潛水器以同 樣的速度勻速上升。則潛水器在勻速上升時所受阻力的大小。 (設潛水器在該區(qū)域所

12、受的浮力不變，所受阻力僅與速度的大小有關) 4、如圖所示，是小明為防止家中停水而設計的貯水箱.當水箱中水深達到1.2m 浮子A重ION求: 貯水箱能裝多少水？ 浮子A的體積應多大？ 時，浮子A恰好堵住進水管向箱 內放水，此時浮子A有1/3體積露出水面(浮 子A只能沿圖示位置的豎直方向移動).若進水管口水的壓強為1. 2X 105 Pa , 管口橫截面積為2. 5 cm,貯水箱面積為0. 8m, (1) 17 = =旳壬 T壬 占- I -士 5廠 L 一 一 = 虧 二5H I tydg的題 V-Bin*XL2m-QL96n? JC水箱的質fl暮 0 XXaSSm =960 kg 當浮予A慟鞘ttt刪cir昭 有. 尺更=FS= L 2 X10* 為 X Z S X gT 應=30 N 所et有：艸y*=G+F. = K)N+MN 6X10F A- 5. 某校初三(2)班教室里有一部GB 05型臺式飲水機，其結構剖面示意圖如 下?？厮壑懈◇wA與閥門C固定相連，起初浮體A恰好浸沒時閥門C關閉； A未浸沒時C略有下降，使桶內水流入控水槽。已知閥門C的橫截面積為1.0cm