图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起,图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像。A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N,滑轮组的机械效率为80%。已知A的重力2×104 N,A上升的速度始终为0.1m/s。(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重,不考虑风浪、水流等因素的影响)求:
(1)长方体A未露出水面时受到的浮力;
(2)长方体A的密度;
(3)长方体A完全离开水面后,在上升过程中F的功率。
(4)把长方体A按图21甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上,它对地面的压强。
如图(a)所示,轻质薄壁圆柱形容器甲置于水平地面,底面积为2S,容器高0.2米,内盛0.15米深的水。
① 若容器的底面积为4×10-2米2,求容器中水的质量m。
② 求0.1米深处水的压强p。
③ 现有面积为S、密度为6r水圆柱体乙,如图(b)所示,在乙上方沿水平方向切去高为Δh的部分A(Δh<0.3米),如图(c)所示,将A放入容器甲中(A与甲底部没有密合),并将此时的容器置于剩余圆柱体B的上方中央。
(a)若要使水对容器底部的压强p水最大,求切去部分A高度的最小值Δh小。
(b)若要使水对容器底部的压强p水与地面受到的压强p地的比值最大,求切去部分A高度Δh的范围,并求比值p水/p地。
小明郊游时捡到一块外形不规则的金属螺母.为了测定它的密度,小明称出金属螺母和一个盛满水的容器的质量分别为158g、200g,然后将金属螺母轻轻放入容器中,
擦干容器外壁的水后,又测出了容器此时的总质量为338g.求:
(1)金属螺母的体积;
(2)金属螺母的密度。
细心的小明发现寒冷的冬天放在室外的盛水缸常常被冻裂,如图所示,是什么原因呢?请你先帮他做个计算:一满缸水的质量为90kg.
⑴这缸水的体积是多少?
⑵当夜晚全部结为冰时,冰的体积是多少?
⑶现在你能帮他找出这种现象出现的原因了吗?
(ρ水=1.0×103kg/m3;ρ冰=0.9×103kg/m3)
如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱休,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。右图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图象。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
求:(1)圆柱体的重力。
(2)圆柱体浸没时受到的浮力。
(3)圆柱体的密度。
(4)圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强。
据报道,我市某水库库底是一座旧城遗址,目前正在进行试探性发掘和打捞.某次试探性打捞作业时,用绳子将实心物体从水面下12m 深处沿竖直方向匀速提升到离水面1.5m深处的过程所用时间为42s,拉力F做功的功率为90W.当物体被拉到有4/5的体积露出水面时,让其静止,此时绳子的拉力F'=520N.不计绳子的重力和水的阻力.(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g="10N/kg" )
求:(1)物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处的过程中,物体匀速运动的速度v;
(2)物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力F;
(3)物体浸没在水中时所受的浮力F浮;
(4)物体的密度ρ物.
图甲是某工厂的水平传送带上产品运输及计数器的示意图。S为激光光源,能连续发射粗细忽略不计的激光束;R为光敏电阻,当有激光照射时,其阻值较小,无激光照射时,其阻值较大。每当水平传送带上的产品和传送带一起匀速通过S与R之间时,射向光敏电阻的激光被产品挡住,通过电压表测出光敏电阻R两端电压随时间变化的规律如图乙所示。已知计数器的电源电压为3V,保护电阻R0=200Ω。若水平传送带上的产品均是边长a=0.lm、质量m=2.5kg的实心正方体,求:
(l)产品的密度;
(2)产品对传送带的压强;
(3)传送带传输产品的速度;
(4)计数器工作1min,光敏电阻R在有激光照射时消耗的电能。
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。卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升,同时提升重物。被打捞的重物体积是,若在本次打捞前,起重机对地面的压强 p0=2.0×107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p1=2.375×107Pa,物体全部出水面后起重机对地面的压强p2=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,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)被打捞物体的密度;
(2)若被打捞物体在水中匀速上升时滑轮组AB 的机械效率为,物体全部露出水面在空气中匀速上升时,滑轮组AB 的机械效率为,求
(3)重物出水后,卷扬机牵引力的功率。
如图甲,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止.如图乙所示的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化图像.试求:(g取10 N/kg)
(1)圆柱体受到的最大浮力.
(2)圆柱体的密度.
我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器(如图甲)完成下潜深度7000m的深海潜试,标志着我国成为第五个掌握大深度载人深潜技术的国家.蛟龙号带有适当数量的压载铁,通过改变压载铁的数量,来控制其下沉或上浮.蛟龙号工作时,开始因压载铁的数量较多,浮力小于重力而下沉.到达工作区后,抛掉部分压载铁,使其浮力接近于重力,减小螺旋桨的工作压力.工作结束后,抛掉所有的压载铁,蛟龙号这时浮力大于重力而上升.
“蛟龙号”的电源是由多节充油银锌蓄电池串联而成.这种电源的“比能量”约为14kW.h/kg,“比能量”是指电池单位质量所输出的电能.这种蓄电池的放电电压随时间的变化规律如图,可以用60A的电流连续放电13h.
(1)加速下沉的“蛟龙号”,若在经过某一密度均匀的海水区域时,迅速抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力,不计水的阻力,则其将( )
A.继续加速下沉 | B.减速下沉 | C.匀速下沉 | D.立即静止 |
(2)在深海工作区内,“蛟龙号”以2km/h的速度水平巡航到1000m外的另一个工作区需要_______h.
(3)“蛟龙号”的体积约为20m3,深海工作区海水的密度为1.06×103kg/m3.则“蛟龙号”在工作区所受的浮力为多少N?“蛟龙号”的质量约为多少kg?(g取10N/kg)
(4)“蛟龙号”工作时,需要的总能量约为112kW.h.则其电源的质量约为__________kg,为了对“蛟龙号”正常供电,串联的蓄电池不得少于_________节.
如图所示,一纯水形成的冰块漂浮在浓盐水中,当冰块完全熔化成水后,请你用有关知识证明冰块完全熔化成水后,杯中液面上升。(不考虑水的蒸发、水的密度已知为ρ水)
将一个容器内装满水后总质量为78g,再往此容器内装入20g沙石后总质量为90g。求:
(1)加入容器内的沙石的体积;(2)沙石的密度。
在“家电下乡”现场,小聪看到某品牌的电热水器和燃气式快速热水器,铭牌如下:
(1)一般情况下,热水淋浴要求水温升高30℃,则该燃气快速热水器(如图)正常工作时,每分钟流出热水______________L。电热水器装满水后,要使水温升高30。C,需提供______J的热量[c水=4.2×103/(㎏·℃)]。要获得这么多热量,电热水器需正常工作的时间为____________S(假设电热水器产生的热量全部被水吸收)。
(2)为了探究电热水器满足即开即用热水淋浴的条件,除热水器及附属的花洒喷头外。小聪找来了秒表、带刻度的大量筒、水桶、温度计、台秤(又叫磅秤)等器材。请你选择合适的器材,为小聪设计一个探究方案。要求写出所选的器材、方法,用测量的物理量及相关常量表示得出的结论。
探究方案:
工人用图所示装置,打捞深井中的边长为30cm的正方体石料,石料的密度为3´103kg/m3。装置的OC、DE、FG三根柱子固定在地面上,AB杆可绕O点转动,AO:OB=1:2,边长为L的正立方体配重M通过绳竖直拉着杆的B端。现用绳子系住石料并挂在滑轮的钩上,工人用力沿竖直方向向下拉绳,使石料以0.2m/s的速度从水中匀速提升。AB杆始终处于水平位置,绳子的质量、轮与轴间的摩擦均不计,g取10N/kg。求:
(1)如果石料在水中匀速上升时滑轮组的机械效率是η1,石料完全离开水面后滑轮组的机械效率是η2,且η1:η2=83:84,求石料在水中匀速上升过程中,工人拉绳的功率多大?
(2)若石料在水中匀速上升时,配重对地面的压强为6500帕,石料完全离开水面后,配重对地面的压强为4812.5帕;求配重M的密度。
如图甲所示,B是一个固定支架,由立柱和两侧装有定滑轮的水平横梁组成,物体M在横梁上可左右移动,M的左端用钢绳跨过定滑轮与电动机相连,右端用钢绳跨过定滑轮与滑轮组相连,滑轮组下挂一实心物体A,其密度ρA=5×103kg/m3,体积VA=0.024m3。当电动机不工作时(可视电动机对钢绳无拉力作用),将物体A浸没在水中,物体A可以通过滑轮组拉着物体M向右匀速运动;当电动机用一个竖直向下的力F1拉钢绳时,物体A在水面下以速度υ1=0.1m/s匀速上升,滑轮组的机械效率为η1;当物体A完全露出水面后,电动机用力F2拉钢绳,物体A匀速上升,滑轮组的机械效率为η2。在以上过程中,电动机对钢绳的拉力的大小随物体A上升高度的关系如图乙所示,电动机以F1、F2拉钢绳时的功率始终为P。(不计钢绳的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力。取g =10N/kg)
求:
(1)滑轮组的机械效率η1:η2
(2)电动机的功率P