浮力综合压轴题_理化生_初中教育_教育专区

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1、浮力综合题・浮力与机械1•如图所示是某校的自动储水装置，轻质杠杆/OB可绕O点无摩擦转动，力端通过细杆与圆柱体浮筒相连，〃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15R?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,浮筒的上进水口压力传感开关SI.AB■■-：溢水口浮筒表面距池底为2m。求：(1)停止注水时池底受到水

2、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。〃=2m、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ION/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?(p水=1.0x103kg/m3)(2)若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效丰为60%o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

3、.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？2.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60kg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300kg的垃

4、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）200kg排水量1000kg（1）船漂浮，F沪GFg=（200+60）kgx10N/kg=2600N（l分）船排开水的体积是2600N嗨=茜壬二»=0.26/n3（1分）P水g]0%/巾3x1QN/kg（2）传送带的输入功率:P=5000Wxl%=50W（l分）・传送带5分钟内做功为:W=Gh±mgh=300女gx10N/kgX0.5n）=1500J（l分）传送效率：1500/」10%（1分）那浮豺W（3）将传

5、送带改成滤网式（增大前端旋滤网的收集面积；将船体做成流线型的；将尾部的垃圾箱改成拖囊。只要方法合理即可）（1分）2.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pi=2.0X107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2=2.375X107Pa,物体完全出水后起重机对地面的压强p3=2.5X107Pao假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后

6、柱塞对吊臂的支撑力分别为M和2,M与2之比为19：24O重物出水后上升的速度v=0・45m/s。吊定滑轮、（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。/4图厂/7"7?■戶2.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300kg,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1.44X104kg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

7、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）增氧机不工作时，它漂浮在水面上，有：F浮二G设每个浮球的体积为V,则浮力F浮有:3F浮二妙排吨G-mg,-^pVg=mgV=~m/p=-y-x300kg/(1.0xltfkg/m3)=0.2m3(2)P=3000Wt=5min=300sm水=,1.44x104kgh=5m有用功0有=mgh=1.44xlC^kgxlON/kgx5m=7.2x105}总功瞬总=Pt=3000Wx300s=9x

8、IO5〕效率耳=W^/W^=7.2x105J/(9xl^J)=80%（3）增氧机工作时，对喷出水有向上的作用力，由于力的作用是相互的，故水对增氧机有向下的作用力，浮球要下沉一些,