简单机械与浮力结合

1、1如图所示，一个与地面接触面积为500cm2，重 600N 的人站在水平地面上，用轻绳竖直拉着光滑长木板 AB的 A 端， AB 可绕 O点转动，在离 O点 40cm的 B 处挂有重力为8N 的圆柱体，当圆柱体浸入水中静止时，从盛满水的溢水杯中溢出水的体积为435× 10m。（AB质量不计，且始终保持在水平位置，g = 10N/kg ）（ 1）圆柱体受到的浮力是N。（ 2）当一质量为0.4kg 的球从 O点沿木板向 A 端匀速运动，要使系在A 端的绳拉力刚好为零，小球应距O点cm ，此时人对地面的压强是Pa 。2如图，物体重100N，圆柱形容器底面积为2400cm，内盛有 65cm

2、深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力）水 =1.0 × 103kg/m3. ，g 取 10N/kg.求：（ 1）物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强.（ 2）物体浸没在水中时受到的浮力.（ 3）若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率.3如图所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为、高为2m 的实心圆柱体从水下提起，已知圆柱体的密度为，水的密度为，滑轮组的机械效率是70%。（ g 取 10N/kg ，滑轮和绳子的重力忽略不计）求：（ 1）圆柱体在水中所受的浮力。（ 2）

3、若圆柱体从H 16m深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F所做的功。（ 3）若不计摩擦且绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N，则物体被提到露出水面多高时，绳子恰好被拉断？4如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图A 是动滑轮， B 是定滑轮， C 是卷扬机，卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组AB 竖直提升水中的物体，可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的示意图在一次打捞重物的作业中，在重物浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A 未挂重物时变化了0.4m3；在重物全部露出水面并匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A 未挂重物时变化333了

4、1m钢丝绳的重、 轴的摩擦及水对重物的阻力均忽略不计 （水的密度取 1.0 × 10kg/m g 取 10N/kg ）求：（ 1）重物的重力；（ 2）重物浸没水中受到的浮力；（ 3）当重物浸在水下时，卷扬机匀速拉动钢丝绳的拉力大小为1. × 10N，该滑轮组的机械效率是多少？5（ 11 分）如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总重 300Kg，绳重核摩擦不计现在用此起重机从水中把质量为2× 103Kg，体积3水=1.0为 0.8m 的物体 G 匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F 的功率为 3KW（g=10N/Kg，× 103

5、Kg/m3）求：（ 1）物体完全浸没在水中时受到的浮力；（ 2）物体离开水面前拉力 F 的大小；（ 3）物体离开水面前上升的速度；（ 4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大6运用知识解决问题：（ 1）因为液体的压强随深度的增加而，拦河坝上部受到水的压强比下部_，所以拦河坝设计成上窄下宽的形状。（ 2）汽车在水平公路上匀速直线行驶' 请画出它在水平方向上所受力的示意图。（ 3）如图所示，小雨在轻质杠杆的两端施加竖直向下的拉力，使其水平平衡。已知小雨的拉力为 120N。OA：OB=3：2，浸没在液体中的物体 M的重力为 300N、体积为 0.01m3，则液体的密度 液 =请写出解题思路。

6、参考答案1（ 1） 5（ 2） 30 1.2 ×10 4【解析】试题分析：（ 1）圆柱体受到的浮力是 F水排33 4 3浮 = gV=1× 10 kg/m × 10N/kg × 5×10m=5N；（ 2）B 端受到的拉力F=G - F 浮 ，当一质量为0.4kg 的球从 O点沿木板向 A 端匀速运动，要使系在 A 端的绳拉力刚好为零， 此时支点 O左边受到的力就只有球给它的压力，所以由杠杆平衡条件知道 G球 L=FLOB， 即球距 O的距离 L= FL OB/G 球 =30cm。由于绳的拉力为零，所以人对地面的压力大小等于人的重力，由p=F/S

7、 知道人对地面的压强24pa。P=G/S=600N/500cm =1.2 ×10【考点定位】浮力大小的计算、杠杆平衡条件的应用、压强大小的计算、受力分析2（ 1） 500Pa（ 2） 20N（ 3） 83.3%【解析】（1）液体压强计算公式 pgh ，深度从 65cm 增加到 70cm,P1gh1.0103 kg / m310 N / kg0.65m6500 paP2gh1.0103 kg / m310 N / kg0.70m7000 pa增加的压强为 PP2 P1500 pa（ 2）物体浸没液体中所受浮力计算公式Fgv排开水的体积 v40010 4 m2(70 65) 10 2 m

8、0.002m3带入浮力计算公式Fgv 1.0103 kg / m 3 10 N / kg0.002m320 N（ 3）物体完全浸没在水中时W用 =（ G-F）H, 总功W =（ G+G -F ）H总动机械效率 = W用 = （ G-F）H=80%W （G+G -F ）H总动带入计算 G动 =20 N把物体完全拉出水面后= W用 =GH=83.3%W （G+G）H总动3（ 1） 400N (2)8000J (3)0.8m【解析】（1）圆柱体浸没在水中时所以（ 2）物体重力为圆柱体在水里被匀速提起时，动滑轮拉物体的力为T，圆柱体的受力情况如图，由力的平衡条件得：所以因为,所以拉力F 所做的功（ 3

9、）设绳刚被拉断时，物体受到的拉力为，此时绳子的拉力，由得：绳断时，物体浸入水中深度为h”，受到的浮力为，由力的平衡条件得：, 所以所以物体露出水面的高度为h,434（ 1） 10 N（ 2）6×10 N（3） 88.9 试题分析：（ 1）在重物全部露出水面匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动3滑 轮A未 挂 物 体 时 变 化 了1m ， 则 打 捞 平 台 增 大 的 浮 力 ：33344=1×10 kg/m ×10N/kg×1m =10 N，即重物的重力为G=10N；（ 2）在重物浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑

10、轮3体时变化了0.4m；则打捞平台增大的浮力：FF浮=gV排A 未挂物浮1=gV排1=1×10 3kg/m3×10N/kg×0.4m 3=4×10 3N；所以重物浸没水中受到的浮力为F 浮 2=G F 浮 1=104N3 3 4× 10 N=6×10 N；（ 3） =W有 /W 总 =（ G-F 浮 ） h/FS=88.9 考点：重力的计算浮力的计算滑轮组的机械效率5（ 1） 8×103N（2） 5×103N（ 3） 0.2m/s（ 4） 80%【解析】试题分析：（ 1）物体完全浸没在水中时受到的浮力：F 浮= g

11、V33排=1.0 × 10 Kg/m × 10N/Kg×水0.8m 3=8× 103N；（ 2）拉物体的绳子所受的拉力为：F 拉 =G-F 浮 =2× 103Kg× 10N/Kg-8 × 103N=1.2 × 104N，三段绳子共承担的力为： 300Kg× 10N/Kg+1.2 ×104N=1.5 ×104N，所以物体离开水面前拉力F 的大小为 1.5 ×104N/3=5 × 103N；（3）由于钢丝绳拉力 F 的功率为 3kW，所以可求出拉力F 的速度为 3000W/5× 103N=0.6m/s ，所以可知物体离开水面前上升的速度：0.6m/s/3=0.2m/s；（ 4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率：=F 拉/3F=1.2 ×104N/1.5 × 104N=80%。【考点定位】力学综合计算6（ 1）增大小 （ 2）如图（ 3） 1.2 × l03kg/m 3解题思路：F浮GFBFBOAFAOBF浮液=gV排V排V【解析】试题分析：（ 1）液体的压强随深度的增加而增大，拦河坝的上部受到的水的压强比下部小，所以拦河坝设计成上窄下宽的形状。 （ 2）当汽车在水平公路上匀速直线运动时， 在水平方向受到牵引力与阻