力學(xué)綜合題21個(gè)(參考版)
2025-03-27 12:49本頁(yè)面
【正文】 力學(xué)綜合題21個(gè)一、浮力及相關(guān)力學(xué)綜合1. kg的水，水位高度維持h＝60 cm不變，水箱底面積為1 m2，水箱底部出水口的橫截面積為20 、細(xì)桿B和浮球C的總質(zhì)量為1 kg，浮球C的體積為2 ，一旦飲水槽的水位下降，底蓋A就會(huì)下落，.(1)水箱中的水對(duì)底蓋A產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多少？(2)浮球C受到的最大浮力是多少？(g取10 N/kg)(3)試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，給出的數(shù)據(jù)能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求？如果不能，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算提供改進(jìn)的方法和符合設(shè)計(jì)要求的數(shù)據(jù).第1題圖【答案】解：(1)水對(duì)底蓋A的壓強(qiáng)p＝ρ水gh＝103 kg/m310 N/kg m＝6103 Pa(2)浮球浸沒(méi)在水中時(shí)，根據(jù)F浮＝ρ水gV排得：浮球C所受浮力最大，最大浮力為F?。溅阉甮V排＝103 kg/m310 N/kg210－3 m3＝20 N(3)以底蓋、豎桿、浮球?yàn)檎w，它的受力情況是：豎直向上的浮力、豎直向下的重力和壓力，而底蓋A、細(xì)桿B和浮球C的總重G＝mg＝1 kg10 N/kg＝10 N水對(duì)底蓋A的壓力F1＝pS＝6103 Pa2010－4 m2＝12 N則F1＞F?。璆，所以裝置不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求.若要符合設(shè)計(jì)要求，則水對(duì)底蓋A的壓力為F1′＝F?。璆＝20 N－10 N＝10 N因?yàn)镕1′＝p′S＝ρgh′S，所以水箱中的水位高度為h′＝＝＝ m＝50 cm水箱內(nèi)水位的高度應(yīng)維持50 cm不變.2. N、底面積為20 cm2 的溢水杯放在水平桌面上， N的水，水面恰好到達(dá)溢水口，將一物塊輕輕放入杯內(nèi)，靜止時(shí)如圖所示，在此過(guò)程中溢出40 cm3 ：(g取10 N/kg)(1)物塊未放入之前溢水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)是多大？第2題圖(2)物塊受到的浮力及物塊的重力各是多少？(3)當(dāng)用一細(xì)鐵絲將物塊完全壓入水中時(shí)，又排出10 cm3的水，物塊的體積是多大？物塊的密度是多少？【答案】解：(1)未放入物塊前溢水杯對(duì)桌面的壓力F＝G杯＋G水＝ N＋ N＝4 N受力面積S＝20 cm2＝210－3 m2，溢水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng) p＝＝＝2103 Pa(2)物塊受到的浮力F浮＝G排＝m水g＝ρ水V排g＝103 kg/m3410－5 m310 N/kg＝ N由于物塊靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài)，所以物塊的重力G＝F?。?N(3)物塊的體積V物＝V排＋ΔV排＝40 cm3＋10 cm3＝50 cm3＝510－5 m3物塊的質(zhì)量m物＝＝＝ kg物塊的密度ρ物＝＝＝103 kg/m33. 053 t，吃水深度5 m，最大航速50 km/－t圖像，該艦輸出功率恒為25 600 kW.(g取10 N/kg，ρ海水＝ g/cm3)(1)在0～ h內(nèi)，護(hù)衛(wèi)艦的動(dòng)力 阻力(選填“大于”“等于”或“小于”).(2)護(hù)衛(wèi)艦滿(mǎn)載時(shí)船底受到的壓強(qiáng)和壓力各是多少？(3)護(hù)衛(wèi)艦勻速向前航行時(shí)，水對(duì)護(hù)衛(wèi)艦的阻力是多少？(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))第3題圖【答案】(1)大于【解析】由圖像乙可知在0～ h內(nèi)護(hù)衛(wèi)艦的速度不斷增大，是加速運(yùn)動(dòng)的，所以它的動(dòng)力大于阻力.解：(2)護(hù)衛(wèi)艦滿(mǎn)載時(shí)底部受到的壓強(qiáng)是：p＝ρ海水gh＝103 kg/m310 N/kg5 m＝104 Pa護(hù)衛(wèi)艦滿(mǎn)載時(shí)受到的浮力是：F?。紾排＝m排g＝4 053103 kg10 N/kg＝107 N護(hù)衛(wèi)艦滿(mǎn)載時(shí)船底受到的壓力是：F壓＝F?。?07 N(3)由P＝＝＝Fv可得，護(hù)衛(wèi)艦的動(dòng)力是：F＝＝≈106 N4. 如圖所示， m時(shí)，浮子A恰好堵住進(jìn)水管，使其停止向箱內(nèi)放水，此時(shí)浮子A有體積露出水面(浮子A只能沿圖示位置的豎直方向移動(dòng)).105 Pa， cm2，貯水箱底面積為 m2，浮子A重10 N.(g取10 N/kg)求：第4題圖(1)注水過(guò)程中，隨著水位上升，水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng) .(2)此時(shí)浮子A受到的浮力為多大？(3)浮子A的密度是多少？【答案】(1)增大【解析】(2)隨著水位上升，水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng)逐漸增大.解：浮子A堵住進(jìn)水口時(shí)，根據(jù)公式p＝可得，進(jìn)水管口水對(duì)浮子A的壓力F＝p水S進(jìn)水口＝105 Pa10－4 m2＝30 N浮子A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以浮子A受到的浮力F?。紽＋G＝30 N＋10 N＝40 N(3)根據(jù)阿基米德原理可知F?。溅阉甮V排，則浮子A排開(kāi)水的體積V排＝＝＝410－3 m3浮子A有體積露出水面，浮子A的體積V＝＝＝510－3 m3浮子A的質(zhì)量m＝＝＝1 kg浮子A的密度ρ＝＝＝103 kg/m35. 2017年4月11日上午，“雪龍?zhí)枴睒O地考察船按計(jì)劃完成中國(guó)第33次南極考察保障工作，順利?？课挥谏虾５臉O地考察國(guó)內(nèi)基地碼頭，“雪龍?zhí)枴?
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