如图所示,长 的薄壁正方体容器 放置在水平地面上,顶部有小孔 与空气相通,长 的正方体木块 静止在容器 底面。通过细管 缓慢向容器 内注水,直到注满容器 ,木块 上浮过程中上下表面始终水平,木块 与容器 底面和顶部都不会紧密接触。已知水的密度 ,木块的密度 , 取 。求:
(1)注水前,木块 对容器 底面的压强
(2)木块 对容器 底面压力刚好为0时,容器 内水的深度
(3)水注满容器后,容器 顶部对木块 的压力大小
(4)整个过程,浮力对木块所做的功
如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆 质量不计, 端悬挂着物体 , 端悬挂着物体 ,支点为 , 。物体 下面是一个压力传感器,物体 是一个质量分布均匀的实心圆柱体,放在水槽中,当水槽中无水时,物体 下端与水槽的底部恰好接触且压力为零,此时压力传感器的示数也为零。已知物体 的质量 ,高度 ,横截面积 取 , 。求:
(1)物体 的密度 ;
(2)物体 的质量 ;
(3)当压力传感器的示数 时,求水槽内水的深度 。
如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图,工人用一滑轮组从水中打捞物体。已知:物体的质量为 且以恒定速度匀速上升,当物体完全露出水面,工人对滑轮组绳子自由端的拉力 为 ,此时滑轮组的机械效率 为 (绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计, 。
(1)请你根据题目中的条件,判断出工人所使用的滑轮组是下列中的 图。
(2)工人的质量为 ,双脚与地面接触面积为 ,物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变化了 ,求物体浸没在水中时受到的浮力。
(3)若物体完全浸没在水中时,工人拉力的功率为 ,求物体上升的速度。
水平桌面上有一底面积为 的圆柱形薄壁容器,容器内装有一定质量的水。将底面积为 、高为 的柱形杯装满水后(杯子材料质地均匀),竖直放入水中,静止后容器中水的深度为 ,如图1所示;再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为 ,如图2所示。已知水的密度为 。求:
(1)空杯子的质量;
(2)该杯子材料的密度。
鲲龙 水陆两栖飞机是我国自主研制的“三个大飞机”(运 、 和 之一,被誉为国之重器。 主要用于大型灭火和水上救援,可以从地面起飞和降落,也可以从水面起飞和降落,2017年2月13日,实现全部四台发动机试车成功,之后又进行了系列测试。 空载时质量为 ,最多可储水 。(取 ,
①某次试飞前, 蓄满水后静止在某湖面上,求其排开湖水的体积。
②在水面滑行测试中, 蓄一定质量的水,发动机牵引力的实际总功率为 ,飞机在水面上以 的速度匀速滑行了 ,滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍。求所蓄水的质量。
③在一次灭火演习测试中, 蓄水后以最大巡航速度飞往假象火场并盘悬在火场上方 处,分次将所蓄水投下,每次投水 ,投下的水下落过程中由于重力和空气阻力的作用,先加速运动后匀速运动,匀速运动的速度是 ,运动时间是 ,加速过程的平均速度是匀速运动速度的0.25倍。求一次所投的水在下落过程中重力做功的平均功率。
举世瞩目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车,是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,若使用柴油机和滑轮组将高 的实心长方体 从海底以 的速度匀速吊出海面;图乙是物体 所受拉力 随时间 变化的图象。 , 取 ,不计摩擦、水的阻力及绳重)。求:
(1)物体 的密度。
(2)当物体 在计时起点的位置时,上表面受到海水的压力。
(3)物体 露出水面前,柴油机对绳的拉力 做的功 随时间 的变化图象,如图丙,求此过程滑轮组的机械效率。
如图所示,一个底面积为 的圆柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央,容器中装有 的水。将一个重 的实心长方体 挂在弹簧测力计上,然后竖直浸入水中,当 有一半浸在水中时,弹簧测力计的读数为 . 取
(1)此时, 物体受到的浮力为多少?
(2)物体 的体积是多少?
(3)当物体 浸没在水中时(容器中的水并未溢出),水对容器底的压强是多大?
“蛟龙号”悬停时,上表面深度为7000米,重力为 。
(1)蛟龙号悬停时,求 ;
(2)蛟龙号的 很大,相当于手掌上放一辆 牛的卡车,手掌面积为 ,求 的估值;
(3)推论 ;
(4)已知蛟龙号上表面海水密度随深度增大而增大。设液体压强为 ,海水密度为 ,上表面深度为 ,能不能说明 ,并说明理由。
某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦。第一次他匀速提升重物 时,人竖直向上拉绳的力为 ,人对高台的压强为 ;第二次他匀速提升另一重物 时,人竖直向上拉绳的力为 ,人对高台的压强为 .两次物体匀速上升的速度均为 ,人的重力 ,且 .求:
(1)若人的双脚与高台的总接触面积为 ,当人站在高台上没有拉绳时,人对高台的压强;
(2)第一次提升重物时,克服物体重力做功的功率;
(3)第二次提升重物时,滑轮组的机械效率。
圆柱形容器置于水平地面(容器重忽略不计),容器的底面积为 ,内盛 深的水。现将一个底面积 、体积 均匀实心圆柱体放入其中。如图甲所示,物体漂浮在水面,其浸入水中的深度为 ;当再给物体施加一个竖直向下大小不变的力 以后,物体最终恰好浸没于水中静止,如图乙所示。 , 取 则:
(1)物体受到的重力是多少?
(2)物体浸没水中静止时容器对地面的压强是多少?
(3)从物体漂浮水面到浸没水中静止的过程中压力 做了多少功?
某兴趣小组为检测操场上的风力等级,设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片 的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆 上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米 ,均匀电阻丝 长为30厘米,阻值为15欧,电源电压 恒为9伏,保护电阻 为3欧,电压表量程 伏。弹簧弹力 与弹簧长度改变量 的关系如图乙所示。无风时,滑片 在 处,有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅如表数据可知风速及风级。
风级 |
一级 |
二级 |
三级 |
四级 |
五级 |
六级 |
风速 (米 秒) |
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风压 (帕 |
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(1)无风时,求通过 的电流;
(2)为保护电路安全,求出风速仪所测最大风力等级为几级;
(3)某日从天气预报得知,第二天风力等级将会达到五级,风速 预计为 ,在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上,电路将如何改进,在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数,经查阅资料后得知,该挡风板所受的风压与风速的平方成正比,其关系式为 ,(其中 为常量,数值为 ,假设你为该小组成员,请你计算出风速为 时,改进后的电路中电压表的示数。
小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为 的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面。(不考虑捞出过程中带出的水,
(1)空桶漂浮在水面时所受浮力大小。
(2)鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会 (选填"上升"、"下降"或"不变" 。若此时桶排开水的体积为 ,求桶内鹅卵石的质量。
如图所示,站在水平地面上的小林想通过杠杆 和动滑轮拉起同样站在水平地面上的小新。杠杆 可绕转轴 在竖直平面内转动,且 ,小林的质量 。小新的质量 ,小新双脚与地面接触面积 。当小林施加竖直向下的拉力 时,小新未被拉动,此时小新对地面的压强 ,小林对地面的压强为 ;当小林施加竖直向下的拉力 时,小新刚好被拉起,小林对地面的压强为 ,且 。不计绳重,杠杆重力和一切摩擦, 取 。求:
(1)小林施加拉力 时,小新对地面的压力 ;
(2)动滑轮重力 。
A、B、C是密度为ρ=4×103kg/m3的某种合金制成的三个实心球,A球质量为mA=80g,甲和乙是两个完全相同的木块,其质量为m甲=m乙=240g,若把B和C挂在杠杆的两边,平衡时如图1所示。若用细线把球和木块系住,在水中平衡时如图2所示,甲有一半体积露出水面,乙浸没水中。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)B、C两球的体积之比;
(2)细线对A球的拉力大小;
(3)C球的质量。
庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行,图中093改进型攻击核潜艇于2019年4月27日公开亮相,进行了战略巡航。该潜艇最大核动力功率为 ,完全下潜到海面下后的排水量为 (取海水密度 、 。问:
(1)该潜艇悬浮时,其上一面积为 的整流罩距海面深度为 ,此时整流罩受到海水的压力为多少?
(2)若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为 ,该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时,受到的水平推力为 ,此时潜艇的巡航速度为多少?
(3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为 ,此时潜艇的总重量是多少?