如图所示,一个底面积为100cm2,质量和壁厚均忽略不计的圆柱形溢水杯放在水平地面上,内装960g液体(液体在图中未画出)。把一个质量为135g、密度为0.9g/cm3的小球轻轻放入溢水杯中,小球静止后,测得从溢水杯中溢出50cm3液体,溢水杯内剩余液体和小球的总质量为1055g。(g=10N/kg)求:
(1)放入小球前,溢水杯对水平地面的压强;
(2)小球在溢水杯的液体中静止时受到的浮力;
(3)放入小球后,液体对溢水杯底部的压强。
如图所示,轻质杠杆可绕O点转动,杠杆左端A处挂了一物块,右端B处施加一个F=3N的拉力,此时杠杆在水平位置平衡,得OA=30cm,OB=20cm。
(1)求绳子对杠杆A端的拉力。
(2)若物块的体积为10cm3,求物块在水中所受到的浮力。
我国自主设计研发的“蛟龙”号载人深潜器不断刷新潜水深度纪录,为我国探究深海海洋资源提供了大量宝贵资料。“蛟龙”号的一些主要参数如表所示,“蛟龙”号可在潜水器外搭载几块压载铁块作无动力下潜。在一次下潜中,搭载3名乘员下潜到7200m深处作业,3名乘员总质量为180kg,自带装备总质量为220kg,海水密度取1.0×103kg/m3,压载铁的密度为7.9×103kg/m3,g取10N/kg.求:
项目 |
参数 |
规格 |
长8.2m,宽3.0m,高3.4m |
空重 |
22t(不含乘员、装备、压载铁块) |
最大负荷 |
220kg(不含乘员) |
乘员 |
准载3人,每人不超过80kg |
(1)“蛟龙”号搭载3名乘员及装备 (不含压载铁块)时的总质量;
(2)“蛟龙”号下潜到顶部距海面7200m 深处时顶部受到海水的压强;
(3)“蛟龙”号潜水器无动力下潜时,需在外部搭载4块压载铁块,每块压载铁块的质量为3.16×104kg,无动 力下潜时整个潜水器受到的浮力多大。
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?
如图所示,水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g的圆筒,筒内装有16cm深的某液体。弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,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,(圆筒的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出),求:
(1)圆柱体浸没在液体中所受的浮力是多少?
(2)筒内液体密度是多少?
(3)圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时,圆筒对桌面的压强是多少?
我州少数民族喜欢依山傍水而居,善于使用楠竹制作竹筏。若某竹筏用7根完全相同的楠竹制作而成,每根楠竹质量为8kg,体积为0.1m3,忽略制作竹筏所使用绳子的质量。g取10N/kg。
求:
(1)不载人时,竹筏漂浮于水面受到的浮力及排开水的体积;
(2)为安全起见,竹筏最多能有 的体积浸入水中,若乘客质量均为50kg,不计竹筏的质量,该竹筏最多能载多少人。
如图所示,一密度均匀,质量为6kg,底面积为600cm2的长方体木块漂浮在静止的水面上,g=10N/kg,求:
(1)水对木块产生的浮力大小。
(2)木块浸入水中的深度。
(3)水在木块下表面上产生的压强大小。
2015年是中国抗日战争胜利暨世界反法西斯战争胜利70周年,我国举行了盛大的阅兵仪式,如图所示我国首次亮相某型号主站坦克,其质量为42t,高为2m,体积为22m3,履带与地面接触的总面积为6m2,坦克顶部舱门的面积为0.8m2,该坦克具有潜渡功能,如该克正在深为6m的河中潜渡,请你根据上述已知条件,求解三个不同的物理量。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
示例:坦克重力 G=mg=4.2×104kg×10N/kg=4.2×105N。
把体积为500cm3、重为4N的小球A放入盛水的容器中,球A静止时水深40cm。
求:(1)容器底受到水的压强p是多少?
(2)小球A的密度ρA是多少?
(3)小球A受到的浮力F浮是多少?
(4)若取出A球,把另一个体积为600cm3、重为4.8N的木球B用细线系于容器底(如图所示),则细线受到的拉力F是多少?
科学小组设计了一个给工件镀膜的电路模型,通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度。如图,电源电压恒定,R0为定值电阻,在压敏电阻RX上放有托盘,托盘上放有容器(不计托盘和容器的质量),容器内装有40N的水。闭合开关,用轻质杠杆连接不吸水的圆柱体工件,将工件两次浸入水中(均未浸没且不触底,水未溢出),第一次工件下表面距水面2cm,电压表示数为6V,杆的作用力为10N;第二次工件下表面距水面6cm,电压表示数为4V,杆的作用力为6N.压敏电阻上表面的受力面积为20cm2,其电阻值RX随压力F的变化关系如表。g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
F/N |
42 |
44 |
46 |
48 |
… |
62 |
64 |
RX/Ω |
28 |
22 |
18 |
16 |
… |
9 |
8 |
(1)工件未浸入水中时,压敏电阻所受的压强。
(2)工件下表面距水面2cm时,其下表面所受水的压强。
(3)为使工件浸入镀膜液中的深度越深(未浸没),电压表的示数越大,从而控制镀膜情况,你认为应该怎样利用现有元件改进电路?
(4)在原设计电路中,如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6000Pa,求该电路的电源电压。
如图所示,弹簧测力计下面悬挂一个重16N的物体,当把物体浸没在水中时,弹簧测力计示数为10N,此时容器内水的深度为0.3m(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg),求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)物体受到水的浮力;
(3)物体排开水的体积。
图是一个用浮筒、小灯泡和收放线装置A制作的航标灯模型,细线下端固定在水槽底部,航标灯总重4N.当水位上升时,A放线;水位下降时,A收线,从而使细线的拉力保持不变,航标灯静止时浸入水中的深度h始终为5cm,排开水的体积也始终为500cm3(不计线重和摩擦)。当航标灯静止时,求:
(1)航标灯底部受到水的压强是 Pa。
(2)航标灯排开水的质量为 kg,受到的浮力是 N。
(3)细线对航标灯的拉力为多大?
近期在日本召开了以美欧日等国的“七国峰会”,在会上日本再次无理提出了我国南海问题。为了捍卫国家主权,我军派满载排水量达67500t的“辽宁”号航空母舰加强了对南海黄岩岛等岛屿的巡逻,在某次巡逻演习中雷达发现假想敌潜艇在15海里外的水下10m处潜行,随即投下重量为100kg的感应式浅水水雷攻击,并成功将敌潜艇击沉。(g=10N/kg、水的密度为1×103kg/m3)问:
(1)航空母舰满载时受到的浮力为多少?
(2)敌潜艇受到水的压强有多大?
(3)如图为感应式浅水水雷在水中待命时示意图,假设欲使水雷悬浮在水中,需在其下方用细绳悬挂一个密度为5×103kg/m3、质量为31.25kg的物体,求水雷的密度?(细绳的体积和质量忽略不计)