浮力综合压轴题.docx

浮力综合题

一．浮力与机械

1.如图所示是某校的自动储水装置，轻质杠杆 AOB可绕 O点无摩擦转动， A 端通过细杆与圆柱体浮筒相连， B 端通过细杆与压力传感开关 S 相连，杠杆始终保持

水平。当水位下降到浮筒的下表面时 S 闭合，电动水泵开始向储水池注水；当水

位上升到浮筒的上表面时 S 断开，电动水泵停止注水，此时压力传感开关受

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到竖直向上的压力恰好为 120N。一次注水正好把 15m 的水从地面送到储水池中。已知进水口离地面高为 20m，OA∶ OB=3∶ 1，浮筒重为 70N，浮筒的上表面距池底为 2m。求：

（1）停止注水时池底受到水的压强；

（2）一次注水电动水泵对水所做的功；

（3）圆柱体浮筒的体积。

2．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟紧急救援落水汽

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车。实验中用实心圆柱体 A 代替小车，已知 A 的体积为 0. 12m，质量为 210kg。 (g 取 I0N/kg, 设整个过程 A均为匀速运动状态 . 忽略钢缆绳重及滑轮净擦 . 不考

虑风浪、水流等因素的影响。 )

（ 1）求 A 完全浸没在水中时受到的浮力是多大

( ρ水= x 10 3 kg/m3 )

（ 2）若 A 完全浸没在水中时，滑轮组的机械效丰为60%。那么 A 完全打捞出水面后，

岸上钢绳的拉力 F 为多大

（3）若 A 完全打捞出水面后，以 0.5m/s 的速度被匀速提升，求岸上钢绳手拉力

F 的功率。

（4）从 A 上表面刚出水面到 A 完全离开水而的过程中，

滑抢组机械效率如何变化请

简述理由。 A 完全离开水面机械效率为多少

3．据报道，华中农业大学的几位学生发明了一种水面垃圾清理船，它能将水

面上漂浮的垃圾通过前端的两个旋转滤网收集后，由倾斜的传送带送至船尾的

垃圾箱中，如图是设计的样艇。若相关数据如下表：

(1)工作前，质量为 60 ㎏的驾驶员登上船后，它排开水的体积是多少

(2)正常工作时，传送带将收集的垃圾升高 0.5m 后，落入垃圾箱中，这要消耗发动机的 1％的能量。它在 5 分钟内可传送 300 ㎏的垃圾，求传送带的传送效率。(3)如何提高该船效率，请提出一条合理化的建议。

名称水面垃圾清理

船

发动机汽油发动机

额定功率5kW

质量（空载）200 ㎏

排水量1000 ㎏

4．如图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。作用在动滑轮上共三股钢丝绳，卷扬机

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转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物，被打捞的重物体积V＝0.5m 。若在本次打捞前起重机对地面的压强p1＝× 107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对

地面的压强 p2＝× 107Pa，物体完全出水后起重机对地面的压强p3＝× 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 v＝0.45m/s 。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）被打捞物体的重力；

（2）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组AB的机械效率；

（3）重物出水后，卷扬机牵引力的功率。

B

F

O

E A

C D

4 图

5．如图是某养鱼专业户设置在鱼池中央的增氧机，它由三个浮球和连杆把电动

水泵固定在一起构成，整个设备总质量 300 ㎏，潜水泵额定电功率 3kW.增氧机不工作时，浮球有一半漏出水面 . 增氧机工作时，即潜水泵抽水，每 5min 可将

×104㎏水送到 5m高的空中让其自由下落，从而达到增氧的目的 .

（1）连杆和水泵的体积不计，每个浮球的体积是多少

（2）增氧机正常工作时，其效率为多少

（3）增氧机工作时，试分析浮球漏出水面的体积有何变化（不计算，只作答）二．浮力与压强

1．两只完全相同的柱形烧杯内分别盛满水和某种液体，现在一弹簧测力计的

挂钩上挂着一实心圆柱体，分别将其逐渐浸入水或某种液体中．如图是弹簧测

力计吊着圆柱体浸入水或某种液体中的情况．甲图是弹簧测力计的示数随柱体

逐渐浸入水中的情况，乙图是弹簧测力计的示数随柱体逐渐浸入某种液体中的

情况．试根据图中所给条件，求：

（1）圆柱体的底面积多大

（2）圆柱体的密度多大

（ 3）未放入圆柱体前，液体对烧杯底产生的压强多大（g 取 10N/kg）

2．将甲、乙两个容器放在水平桌面上，甲、乙两容器的底面积分别为 S 甲和 S 乙。甲容器中盛有密度为ρ1 的液体，乙容器中盛有密度为ρ2 的液体。现将体积相

等的 A、B 两个物体分别放入甲、乙两容器后，物体 A 悬浮，物体 B 漂浮且有一半体积露出液面，此时两容器中液面相平。液体对甲容器底部的压强为p1、压力为 F1，液体对乙容器底部的压强为 p2、压力为 F2。已知物体 A 与物体 B 的密度之比为 2:3 ，S 乙等于 4S 甲。则下列判断正确的是

A．p1＝ p2，F1＞F2

B．p1＜ p2，12F1=F2

C．3p1=p2，6F1 =F2

D．p1＞ p2，F1= 4 F2

3． 2012 年 6 月，“蛟龙号”潜水器下潜至 7000m 以下深度，下面是某同学收

集的“蛟龙号”潜水器某次海试活动的有关信息。