初中物理流体压强与流速关系的探究实验计算题

我国首台自主设计、研制的“蛟龙号”深海载人潜水器，设计最大下潜深度7000米，是目前世界上下潜最深的载人作业潜水器，其总质量为22t。目前“蛟龙号”成功挑战了7062m深度。（海水的密度取1×10³ kg/m³ ）

（1）我们知道液体内部存在压强，液体的密度为ρ，我可以设液面下h深处有一面积为S的水平圆柱面（如图），它受到的压力是其上方小液柱重力所产生的。请推证：液体内部深度为h处的压强p=ρgh.
（2）“蛟龙号”下潜至7062m深海时，受到海水的压强约为多少pa？
（3）“蛟龙号”一观测窗的面积为3×10^-2m²，则观测窗受到海水的压力为多少N？

小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学，最近他家中新安装了天然气热水器，如图所示。小明仔细观察了包装箱、热水器铭牌，获得了以下信息：①包装箱及热水器的总质量为16kg；②“堆码层数极限”标志数为11，即该包装箱在仓储时从地面开始，平放时最大堆放层数是11层，超过则可能把最底层的包装箱压坏；③根据包装箱尺寸计算出平放时的底面积为0.4m² ；④热效率为87%。表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有87%的转化为水的内能；⑤加热模式为“即热式”。即用热水器给水加热时，只要接通开关让自来水流过热水器，流出的水即可达到设定的水温。
水暖想估测该热水器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他接通热水器工作开关，当流出40kg热水时，让热水器停止工作。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出的热水温度为40℃，观察天然气表得知共用了0.15m³的天然气，天然气的热值为3.2×10⁷J/m³，水的比热容4.2×10³J/(kg·℃),g取10N/kg。
请帮小明解答下列问题：

（1）若在仓储时堆码层达到了极限11层，则最下层的包装箱承受的压强是多大？
（2）小明在估测过程中，①流过热水器的水吸收的热量是多少？②天然气完全燃烧释放的热量是多少？
（3）该热水器的实际效率是多少？

2015年4月21日，重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h。假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m²，g取10N/kg。求：

（1）飞机停在水平地面时对地面的压强大小；
（2）当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以108km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；
（3）若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？航空燃油的热值取4×10⁷J/kg，密度取0.75×10³kg/m³。

后端挑着装满道具的“百宝箱”，前端挑着由活动支架与花布组成的“戏台”，江西省非物质文化遗产传承人肖秋林就这样挑着担子四处游走，表演了40多年“一人一台戏”的布袋木偶戏。如图所示，假设“戏台”重100N，装了道具的“百宝箱”重200N，它们的悬挂点之间距离为l.5m，扁担视作重力不计的硬直棒。

（1）挑起担子时，“百宝箱”被提高了0.6m，这一过程中，需要克服“百宝箱”重力做多少功?
（2）假设肩膀与扁担的接触点为D，当手不对扁担施加力的作用时，要使扁担在水平位置平衡，前端悬挂点A与O点的距离多大?
（3）当前端的“戏台”卸下后，左手在A点施加力，同样能使扁担在水平位置平衡。若肖师傅是在站立时卸下“戏台”，则卸下“戏台”前后：
①扁担对肩膀压力     （填“变大”、“变小”或“不变”）。
②肖师傅对水平地面的压强如何变化?变化多大?（假设肖师傅的每只脚与地面的接触面积为200cm²）

(8分)放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N，底面积100cm，弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块，现将物块浸没水中，容器内水面由16cm上升到20cm(g=10N/kg)．

求：
（1）物块未放入水中时，容器底受到的水的压强；
（2）物块的密度；
（3）物块受到的浮力；
（4）物块浸没水中后，容器对桌面的压强.

《解放军报》报道：2014年某日，南海舰队372潜艇急速坠入伸手不见五指的海底深渊，主机舱管路破损进水，官兵精确完成一项项操作，险情成功化解。372潜艇的脱困被认为是创造了中国乃至世界潜艇史上的奇迹！372潜艇潜航排水量约3000吨，任务潜航深度约240m，最大潜航深度约300m。（海水密度近似取1.0×10 ³ kg/m ³ , g 取10N / kg）
求：（1）它在潜入到水下执行任务时所受浮力；
（2）当它潜入到水下200m 时，它的一个面积为1.2m ²的舱盖所受海水的压力。

植树节里，小倩同学用水桶提了15L水给刚栽上的树浇水，已知桶自身质量为1kg,桶的底面积为5×10^-2m²,桶中水深h为30cm，提水时，手的受力面积为1.0×10^-3m².（水的密度为1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）水对桶底的压强是多大？
（2）水对桶底的压力是多大？
（3）提水时，人手受到的压强是多大？

一颗图钉尖的面积是5×10^-8m²，图钉帽的面积是0.5×10^-4m²，手指对图钉的压力为20N，求：
（1）手对图钉帽产生的压强；
（2）图钉尖对墙面产生的压强。

如图所示，在一个封闭薄容器中装满体积为1dm³的水后放在水平桌面上，已知容器的质量为100g，容器的下底面积为100cm²，高为12cm。求：

（1）水对容器底部的压强和压力；
（2）容器对桌面的压力和压强。

如图所示，铁桶重20N，桶的底面积为200cm²，往桶里倒入80N的水，水的深度25cm，平放在面积为1m²的水平台面上，（g=10N/Kg）求：

（1）水对桶底的压强多大？
（2）桶底受到水的压力多大？
（3）台面受到桶的压强多大？

如图，一容器装上8cm高的水后，放在水平桌面上，已知容器内底部面积为50cm²,外底部面积为60 cm²,，容器和水的总质量为0.6kg， 求：

（1）水对容器底部的压力?
（2）容器对桌面的压强？（g=10N/kg）

有一截面积为5cm²、两端开口的玻璃管(管壁厚不计)，用薄塑料片(质量不计)挡住其下端管口,然后插入杯中液面下20cm处, 如图所示，若沿管壁缓慢向管中注入120g水银后，薄塑料片刚好下落，求:杯中液体的密度。

我国自行研制的“玉兔号”月球车已抵月球表面，如图所示。登月前月球车在水平地面上进行了测试，“玉兔号”的质量为120kg，最大承载质量20kg，在500N的牵引力作用下，匀速直线行驶180 m用时60min，网状轮子与地面接触的总面积为0.06m²。通过计算回答：（取g=10N/kg）

⑴月球车空载测试时对水平地面的压强。
⑵月球车空载测试时的功率。
⑶月球表面月岩的密度为3.2×10³ kg/m³，月球车在月球上最多可采集月岩多少m³?

水平桌面上放置有底面积为80 cm²，质量为400 g的柱形圆筒容器，筒内装有16 cm深的某种液体，弹簧测力计下悬挂着底面积为40 cm²、高为8 cm的圆柱体，从圆柱体逐渐浸入直到浸没，弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图所示．（圆筒厚度忽略不计，液体不溢出）求：

（1）圆筒内液体的密度是多少?
（2）圆柱体浸没在这种液体中时，液体对容器底增加的压强是多少？
（3）当圆柱体的一半浸入液体中时，圆筒容器对桌面的压强是多少？

“中国山西，晋善晋美”．为了倡导绿色出行，省城太原投放了大量的公共自行车．如图，小明在水平路面上骑行时，人与车总质量约70 kg，每个轮胎与地面接触面积约为100 cm²．

（1）此时自行车对地面的压强是多少？
（2）若小明以5 m/s的速度匀速骑行5 min，所受阻力是总重力的0.06倍，求出小明克服阻力做功的功率．