浮力综合压轴题

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到竖直向上的压力恰好为120N。一次注水正好把15m3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车。实验中用实心圆柱体A代替小车，已知A的体积为0. 12m3，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。)

= x 103kg/m3 )

（1）求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大(ρ

水

（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。

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＝0.5m3。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。

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= 4F2

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。

潜水器5：29开始下滑，8：29到达7020m深度。下滑前，潜水器停放在母船上，潜水器如图闷罐一样湿热，室温达到39.7℃，当潜水器下滑到5000m深度时，冷凝水已布满了整个舱壁．海面海水密度为×103kg/m3，7000m深海处海水密度为×103kg/m3。“蛟龙号”潜水器是新一代无缆（绳）潜水器，配有压载铁，当它潜到海洋深处时，潜航员会适时地抛掉一定数量的压载铁，实现潜水器的悬停或上浮。

（1）潜水器下潜7000m的平均速度是km/h。

（2）潜水器下滑到500m深度时，潜水器内部产生了大量的冷凝水，这些“冷凝水”的形成是。

A．汽化现象B．液化现象C．凝华现象D．凝固现象

（3）如图潜水器在7000m深度时受到的浮力比它刚潜没在海水中时受到的浮力大7980N。则潜水器的体积是多少立方米（设潜水器体积不变，g 取10N/g）

（4）科考时，如果潜水器在某区域内以某一速度匀速下降，在达到一定深度后潜水器抛弃了重为2460N的压载铁，经过一段时间后，潜水器以同样的速度匀速上升。则潜水器在匀速上升时所受阻力的大小。

（设潜水器在该区域所受的浮力不变，所受阻力仅与速度的大小有关）

4、如图所示，是小明为防止家中停水而设计的贮水箱．当水箱中水深达到1．2m 时，浮子A恰好堵住进水管向箱内放水，此时浮子A有1/3体积露出水面(浮子