简单机械与浮力结合

1、1 如下列图，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5X 10一4ntAB质量不计，且始终保持在水平位置，g = 10N/kg1圆柱体受到的浮力是N2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。22 .如图，物体重100N,圆柱形容器底面积为400cm，内盛有65cm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

2、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.p水=1.0 x 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假设把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率3 如下列图，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，圆柱体的密度为2。苗起冷，水的密度为心心矽沪，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:mi1圆柱体在水中所受的浮力。2假设圆柱体从 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假设

3、不计摩擦且绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N,那么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 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 x 10 kg/mg取10N

4、/kg丨求：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. 5X 10 ' N,该滑轮组的机械效率是多少？5. 11分如下列图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2X 103Kg,体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3KWg=10N/Kg,p水=1.0 X103Kg/m3.求：I 1暑 W .云 I1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

5、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如下列图，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。小雨3 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0.01m ,那么液体的密度 p液=请写出解题思路。参考答案1 . 152301.2 X 104【解析】33_ 43试题分析：1圆柱体受到的浮力是F浮=卩水gV排=1X 10 kg/m X 10N/kg X 5X 10_ m=5N; 2B端受到的拉力F=

6、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= FLoe/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知道人对地面的压强 P=G/S=600N/500cm=1.2 X 10 pa。【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. 1500Pa 220N383.3%【解析】1液体压强计算公式 p gh，深度从65cm增加到70cm,6500 pa33gh 1.0 10 kg/m 1

7、0N /kg 0.65mF2gh 1.0 103kg / m3 10N /kg0.70m7000 pa增加的压强为P P2 R 500 pa2物体浸没液体中所受浮力计算公式F gv排开水的体积 v 400 10 4m2 (7065) 10 2m 0.002m3带入浮力计算公式 F gv 1.0 103kg/m3 10N /kg 0.002m320 N3物体完全浸没在水中时 W用=(G-F) H,总功W总=(G+(动-F ) H机械效率 =用 =( GF) H =80%W总(G+(动-F ) H带入计算G动=20 N用GH把物体完全拉出水面后= =83.3%W总(G+(动)H3. 1400N (

8、2)8000J (3)0.8m【解析】1圆柱体浸没在水中时卩“二卩嘟二 F 备矗二 0x 加二 0.043礼=q戒叭=lBxlOxlOAT/jtExQLMw3 =-40027所以2物体重力为仔葡= £制呂=2.0x 1(卩畑,胡耳 xx 10Vf 起二 20027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，I11由力的平衡条件得：'r- 二所以 T二陷-片二800M 400"二400M% =7* i = 40027x(16-2) = 560073设绳刚被拉断时，物体受到的拉力为T，此时绳子的拉力 F = 4叩"，由吟 Th Th

9、T得：I - 一 T- _ :.丄 ：.绳断时，物体浸入水中深度为h，受到的浮力为巴M，由力的平衡条件得:厂+爲7A,所以理=F/ =企工 _800" 56Q茁甌靜 P忙或 二10 x 1卩担/喘亍孰1/担X 0 02/=12枕所以物体露出水面的高度为h,门一 -'' 一4. 1104N 26X 103N 388.9 %【解析】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滑轮A未挂物体时变化了 1m3，那么打捞平台增大的浮力：F浮=p gV排 =1X 10 3kg/m3x 1ON/kgX 1m3=104N,即重物的重力为 G=10N;

10、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轮A未挂物体时变化了 0.4m3 ;那么打捞平台增大的浮力：F浮1=p gV排 1=1x 10 kg/m x 10N/kg x 0.4m =4x 10 N;所以重物浸没水中受到的浮力为 F浮2=G- F浮1=10N-4X 103N=6X 103N;3n = 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335. 18X 10 N 25X 10 N30.2m/s480%【解析】试题分析：1物体完全浸没在水中时受到的浮力：F浮=卩水gV排=1.0 X 103Kg/m3x 10N/Kg X330

11、.8m =8X 10 N;42拉物体的绳子所受的拉力为：F拉=G-F浮=2X 10 KgX 10N/Kg-8 X 10 N=1.2 X 10 N,三段绳子共承当的力为：300KgX 10N/Kg+1.2 X 104N=1.5 X 104N,所以物体离开水面前拉力 F的大 小为1.5 X 104N/3=5 X 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/5X 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：n =F拉/3F=1.2 X 104N/1.5 X 104N=80%【考点定位】力学综合计算6. 1增大小 2如图t I十 F3331.2 X 10 kg/m 解题思路：FbOAfa在水平方向试题分析：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,【解析】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,受到牵引力与