“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米 ,空载时质量约为22吨,最大荷载240千克。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取 千克 米 , 取10牛 千克)
如图所示是建筑工地上常见的一种起重机的简化图,为了保证起重机吊起重物时不会翻倒,在起重机右边配有一个重物m0;已知OA=9m,OB=3m。用它把质量为3×103kg、底面积为0.5m2、高为2m的长方体物体G从空气中匀速放入水中某一位置,直到物体完全浸没在水中。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)物体G的密度。
(2)起吊前,物体G静止在水平地面上时,它对地面的压强。
(3)若物体G被缓慢匀速从地面上吊起,起G重机横梁始终保持水平,若起重机横梁自重不计,OA、OB的长度不变,右边的配重mo的质量是多少?
(4)当物体G从空中匀速浸没在水中,若配重mo的位置、质量都不变,起重机始终保持水平,OA的长度如何变化?变化了多少?
如图,均匀圆柱体A的底面积为6×10 ﹣ 3m 2,圆柱形薄壁容器B的质量为0.3kg、底面积为3×10 ﹣ 3m 2、内壁高为0.7m。把A、B置于水平地面上。已知A的密度为1.5×10 3kg/m 3,B中盛有1.5kg的水。
(1)若A的体积为4×10 ﹣ 3m 3,求A对水平地面的压力;
(2)求容器B对水平地面的压强;
(3)现将另一物体甲分别放在A的上面和浸没在B容器的水中(水未溢出),A对地面压强的变化量与B中水对容器底压强的变化量相等。
求:①物体甲的密度
②物体甲在B容器中受到的最大浮力。
横截面积均为S=1cm 2的物体A与塑料B粘合成一个粘合体,全长为l=50cm,粘合体放入水中时漂浮在水面,浸入水中的长度为 ,如图所示,现将浮出水面部分切掉,以后每浮出水面一部分,稳定后就把它切掉。已知ρ 水=1.0×10 3kg/m 3,ρ B=0.4×10 3kg/m 3,g取10N/kg。求:
(1)粘合体未被切前,A底面受到水的压强;
(2)粘合体未被切前的总质量;
(3)第一次切掉后,稳定时浸入水中的长度;
(4)第四次切掉后,稳定时浮出水面部分的长度。
如图甲所示,一个底面积为75cm 2的柱形物体A挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数F 1=15N:底面积为120cm 2且足够深的柱形容器放在水平桌面上,将物体A放入容器中且与容器底接触但对容器无压力,慢慢向容器注水,待液面稳定后物体A上表面到水面的距离h=5cm,如图乙所示,此时弹簧测力计示数F 2=7.5N;然后,将物体A竖直向上移动8cm(忽略绳重和附在物体表面上水的重力,ρ 水=1.0×10 3kg/m 3,g=10N/kg)求:
(1)物体A浸没在水中受到的浮力;
(2)物体A的密度;
(3)物体A竖直向上移动8cm前后,水对容器底压强的变化量。
经济建设中使用大量的机械设备,某种起重机结构如图所示,A处是动滑轮,B、O处是定滑轮,D是柱塞(起重时柱塞沿竖直DC方向对吊臂C点有支撑力),E是卷扬机。作用在动滑轮A上共有3股钢丝绳,卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮A提升重物,起重机的吊臂OCB可以看做杠杆,且OB:OC=5:1,用该起重机将浸没在水中的长方体集装箱匀速提出(忽略水的阻力),放在水平地面上,集装箱质量为4×10 4kg、底面积为10m 2、高为2m。(g取10N/kg,ρ 水=1.0×10 3kg/m 3)求:
(1)浸没在水中的集装箱受到的浮力;
(2)当集装箱放在水平地面上,起重机未对集装箱施力时,集装箱对地面的压强;
(3)若集装箱在水中被提升2m(没露出水面),集装箱受到的拉力所做的功;
(4)当集装箱被提起且仍浸没在水中时,若起重机立柱DC对吊臂C点竖直向上的作用力为2×10 6N,起重机的滑轮组的机械效率。(吊臂、定滑轮、钢丝绳的重力以及轮与绳的摩擦不计)
如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置,由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC:OD=1:2,A的体积为0.02m 3,A重为400N,B重为150N,动滑轮重100N,不计绳重与摩擦(ρ 水=1.0×10 3kg/m 3)。求:
(1)A的密度;
(2)单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的机械效率;
(3)水位上涨到A的上表面时,A受到的浮力;
(4)水位上涨过程中,电子秤所受的最大压力。
2017年4月2日上午,中国第二艘航空母舰001A在大连船厂举行下水仪式,据外界猜测,001A的排水量可达6万吨,"标准排水量"是指人员武装齐备,但不包含燃油、滑油、备用锅炉水在内的排水量(第1、2小问计算中g取10N/kg,ρ 海水=1×10 3kg/m 3)
(1)若该航空母舰标准排水量6万吨,则此状态下航空母舰所受到海水的浮力是多少?
(2)若装载燃油、滑油、备用锅炉水共1.8万吨到达满载,则航空母舰受到的浮力比标准排水量时增大了多少N?满载后排开水的体积为多少m 3。
(3)已知印度洋的海水密度小于太平洋的海水密度,当这艘航空母舰满载时从太平洋到印度洋时(不考虑燃油、食物、淡水等物质的消耗,舰体浸水部分当作长方体)。
①舰身会 (选填:上浮一些,下沉一些、保持不变)
②其排水量将 (选填:变大、变小、不变)
③舰底受到海水的压强将 (选填:变大、变小、不变)
底面积为100cm 2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。现将体积为500cm 3,重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为8cm,如图甲所示,若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),不计绳重及其体积,求:
(1)图甲中木块A静止时浸入水中的体积;
(2)物体B的密度;
(3)图乙中水对容器底部的压强。
三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船机。过往船只驶入升船机中装满水的船厢后,可以竖直升降,大大缩短船只过坝的时间,为了确保运行的安全性,工程师们建造三峡升船机前设计、比对了多种升降船厢的方式。"水力浮筒式"也是其中一种受到广泛关注的升降船厢方式,下图是它的工作原理图。当进水阀关闭、排水阀打开时,竖井中水位下降,两个相同的浮筒也随之下降,船厢就会上升;反之船厢就会下降。
已知船厢装满水后船厢和水的总质量为1.55×10 7kg,每个浮筒的质量为1.8×10 7kg,求:
(1)若升船机承载着装满水的船厢匀速竖直下行100m,则重力对船厢和船厢里的水做的功共是多少J?
(2)当质量为2×10 6kg的船只驶入装满水的船厢,船厢上升到与上游水位相平时(即图中所示位置),进水阀、排水阀都关闭,此时每个浮筒排开水的体积是多少m 3?(不计钢绳和滑轮的重力及摩擦)。
有一个用超薄超硬度材料制成的圆柱形容器,下端封闭上端开口,底面积S=250cm2,高度h=10cm,如图甲所示;另有一个实心匀质圆柱体物块,密度ρ=0.8×103kg/m3,底面积S1=150cm2,高度与容器高度相同。如图乙所示。(已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,且g取10N/kg计算)
(1)现将圆柱体物块竖直放置容器内,则物块对容器底部的压强是多大?
(2)再向容器内缓缓注入质量为600g的水,圆柱体物块不会倾斜,最后均处于静止状态,那么,圆柱体物块受到的浮力是多大?
(3)在第(2)问叙述的情景中,水对容器底部的压强是多大?
正方体塑料块A边长lA=0.1m,它所受的重力GA=6N.另一圆柱体B高hB=0.1m,底面积SB=5×10﹣3m2,它的密度ρB=1.6×103kg/m3.已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg。
(1)圆柱体B所受的重力是多少?
(2)将塑料块A浸没在水中,通过计算说明释放后它上浮还是下沉?
(3)如图所示,将圆柱体B置于塑料块A正上方,放入一个水平放置的水槽中,向水槽缓慢注水,请写出塑料块A对水槽底部的压强p。
如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变化的图象。A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F大小为1×104N.滑轮组的机械效率为75%.已知A的重力为3×104N,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的体积;
(3)长方体A的密度;
(4)长方体A完全离开水面后,在上升过程中F的功率。
如图甲所示,水平桌面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3.求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块的质量;
(3)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)。此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少?