簡單機械與浮力結(jié)合

1、1 .如圖所示，一個與地面接觸面積為500cm ,重600N的人站在水平地面上，用輕繩豎直拉著光滑長木板 AB的A端，AB可繞。點轉(zhuǎn)動，在離。點40cm的B處掛有重力為8N的 圓柱體，當(dāng)圓柱體浸入水中靜止時，從盛滿水的溢水杯中溢出水的體積為5X 10 4n3o (AB質(zhì)量不計，且始終保持在水平位置，g = 10N/kg )(1)圓柱體受到的浮力是_山 。(2)當(dāng)一質(zhì)量為0.4kg的球從。點沿木板向A端勻速運動，要使系在A端的繩拉力剛好為零，小球應(yīng)距 。點 cm ,此時人對地面的壓強是 Pa。 22.如圖，物體重100N,圓枉形谷器底面積為400cm,內(nèi)盛有65cm深的水，當(dāng)用圖中滑輪組將物體浸

2、沒在水中后，容器中水面上升到70cm,物體完全浸沒在水中時滑輪組的機械效率為80% (不計繩重和繩子與滑輪間的摩擦及水的阻力).穌=1.0 X 103kg/m3,g 取 10N/kg.求:(1)物體浸沒在水中后，水對容器底增加的壓強(2)物體浸沒在水中時受到的浮力 .(3)若把物體完全拉出水面后，滑輪組的機械效率3 .如圖所示，某打撈隊的工人用滑輪組把底面積為。工2加二、高為2m的實心圓柱體從水下提起，已知圓柱體的密度為20x103炮 fw? ,1.0 x、同十人白 ,水的密度為,滑輪組的機械效率是 70% (g取10N/kg,滑輪和繩子的重力忽略不計)求:(1)圓柱體在水中所受的浮力。(2)

3、若圓柱體從H= 16m深處被緩慢地勻速提起，到剛露出水面時，繩子自由端拉力所做的功。400N,則物體被提到露出(3)若不計摩擦且繞在滑輪組上的繩子能承受的最大拉力為 水面多高時，繩子恰好被拉斷？4 .如圖甲所示是某船廠設(shè)計的打撈平臺裝置示意圖.A是動滑輪，B是定滑輪，C是卷揚機，卷揚機拉動鋼絲繩通過滑輪組AB豎直提升水中的物體，可以將實際打撈過程簡化為如圖乙所示的示意圖.在一次打撈重物的作業(yè)中，在重物浸沒水中勻速上升的過程3中，打撈平臺浸入水中的體積相對于動滑輪A未掛重物時變化了 0.4m ;在重物全部露出水面并勻速上升的過程中，打撈平臺浸入水中的體積相對于動滑輪A未掛重物時變化了 1ms.鋼

4、絲繩的重、軸的摩擦及水對重物的阻力均忽略不計.(水的密度取1.0 X 10kg/m3g 取 10N/kg)求：(1)重物的重力；(2)重物浸沒水中受到的浮力；(3)當(dāng)重物浸在水下時，卷揚機勻速拉動鋼絲繩的拉力大小為1. 5 X 103NI,該滑輪組的機械效率是多少？5 . (11分)如圖所示是利用起重機打撈水中物體的示意圖，吊臂前端由滑輪組組成，動滑輪總重300Kg,繩重核摩擦不計.現(xiàn)在用此起重機從水中把質(zhì)量為2X103Kg,體積為0.8m3的物體G勻速提起，滑輪組上鋼絲繩拉力F的功率為3KW(g=10N/Kg, pzx=1.0x 103Kg/m3).求：(1)物體完全浸沒在水中時受到的浮力；

5、(2)物體離開水面前拉力 F的大??；(3)物體離開水面前上升的速度；(4)物體離開水面前，滑輪組的機械效率多大.6 .運用知識解決問題：(1)因為液體的壓強隨深度的增加而 ,攔河壩上部受到水的壓強比下部 所以攔河壩設(shè)計成上窄下寬的形狀。(2)汽車在水平公路上勻速直線行駛請畫出它在水平方向上所受力的示意圖。(3)如圖所示，小雨在輕質(zhì)杠桿的兩端施加豎直向下的拉力，使其水平平衡。已知小 3雨的拉力為120N。OA OB=3 2,浸沒在放體中的物體 M的重力為300N體積為0.01m , 則液體的密度 p液=請寫出解題思路。參考答案 ， 、，一、 一一一 一 41. . ( 1) 5(2) 30 1.

6、2 X10【解析】試題分析：(1)圓柱體受到的浮力是 F浮=跳gV排=1X 103kg/m3x 10N/kg X 5X104nf=5N; (2) B端受到的拉力F=G - F浮，當(dāng)一質(zhì)量為0.4kg的球從。點沿木板向A端勻速運動，要使系 在A端的繩拉力剛好為零，此時支點。左邊受到的力就只有球給它的壓力，所以由杠桿平衡條件知道 G球L=FLob,即球距O的距離L= FLo/G球=30cmi由于繩的拉力為零，所以人對地面 24的壓力大小等于人的重力，由 p=F/S知道人對地面的壓強 P=G/S=600N/500cm =1.2 X10 pa。【考點定位】浮力大小的計算、杠桿平衡條件的應(yīng)用、壓強大小的

7、計算、受力分析2. ( 1) 500Pa(2) 20N(3) 83.3%【解析】(1)液體壓強計算公式 p gh,深度從65cm增加到70cm,33Pgh1.010 kg/m 10N /kg0.65m6500 paP2gh1.0103kg/m3 10N /kg0.70m7000 pa增加的壓強為P P2 P 500 pa(2)物體浸沒液體中所受浮力計算公式F gv排開水的體積 v 400 10 4m2 (70 65) 10 2m 0.002m3帶入浮力計算公式 F gv 1.0 103kg/m3 10N /kg 0.002m3 20N(3)物體完全浸沒在水中時 W用=(G-F) H,總功W總=

8、(G+Q -F ) H二W用(G-F) H ，機械效率=-=80% W總(G+G-F) H帶入計算 a=20NW用GH C,把物體完全拉出水面后=83.3%W息(G+G) H3. ( 1) 400N (2)8000J (3)0.8m【解析】(1)圓柱體浸沒在水中時% 二 二夕近二 0.02加'x 加=0一04所以% =- tOxIO* 隨/曜浦/超 M 0-04/ = -4007(2)物體重力為涮=搐g -仙噱g = 2.0x 1 收/用m x 0.M網(wǎng)* x iDN/ 妞= 20027圓柱體在水里被勻速提起時，動滑輪拉物體的力為T,圓柱體的受力情況如圖，由力的平衡條件得:所以% =8

9、00A/-400V = 40047%用二 T A = 400x(16 2)蹴= 5600J因為,所以拉力F所做的功(3)設(shè)繩剛被拉斷時，物體受到的拉力為聾，此時繩子的拉力I嚴(yán)"口口N ,由繩斷時，物體浸入水中深度為h”，受到的浮力為,由力的平衡條件得:I'%,二0嗎木承，圻,所以猿用 Th Tk T'% Fs F2h 2 產(chǎn)得:r- 2 游-2 X0,7K400/J- 58QN浮=p gV排A未掛物i=pgV 排BOOM560W=1,2mP木啰 水gS - 1qK1Q3館/通' x'QNf氈xQS常所以物體露出水面的高度為h,:' 一 ：4.

10、(1) 104N (2) 6X103N (3) 88.9 %【解析】試題分析：(1)在重物全部露出水面勻速上升的過程中，打撈平臺浸入水中的體積相對于動3滑輪 A未掛物體時變化了 1m ,則打撈平臺增大的浮力： =1 x 10 3kg/m3x 10N/kgx 1m3=104N,即重物的重力為 G=1(4N;(2)在重物浸沒水中勻速上升的過程中，打撈平臺浸入水中的體積相對于動滑輪3體時變化了 0.4m ; 則打撈平臺增大的浮力：F1=1 x 103kg/m3x 10N/kgX 0.4m 3=4x 103N;所以重物浸沒水中受到的浮力為F浮2=G- F浮i=104N-4X 103N=6X 103N;

11、(3) “ = W伙總=(G-F 浮)h/FS=88.9 %考點：重力的計算 浮力的計算滑輪組的機械效率5. (1) 8X103N(2) 5X103N(3) 0.2m/s(4) 80%【解析】試題分析：(1)物體完全浸沒在水中時受到的浮力：F彳?=穌gV排=1.0 X 103Kg/m3x 10N/KgX0.8m3=8X 103N;(2)拉物體的繩子所受的拉力為：5拉=6下浮=2X 103KgX 10N/Kg-8 X 103N=1.2 X 104N,三段繩子共承擔(dān)的力為：300KgX 10N/Kg+1.2 X 104N=1.5 X 104N,所以物體離開水面前拉力 F的大 小為1.5 X104N/3=5X 103N; (3)由于鋼絲繩拉力 F的功率為3kW 所以可求出拉力 F的速度 為3000W/5X 103N=0.6m/s ,所以可知物體離開水面前上升的速度：0.6m/s/3=0.2m/s ; (4)物體離開水面前，滑輪組的機械效率：y =F fi/3F=1.2 X104N/1.5 X104N=80%【考點定位】力學(xué)綜合計算6. ( 1)增大 小 (2)如圖(3) 1.2 x l03kg/m3解題思路：FbOAOBF浮試題分析：(1)液體的壓強隨深度的增加而增大，攔河壩的上部受到的水的壓強比下部小,所以攔河壩設(shè)計成上窄下寬的形狀。(2)當(dāng)汽車在水平公路上勻速直線運動時，在水平方