小专题四 简单机械与压强、浮力的综合计算
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简单机械与浮力综合题型1:杠杆与浮力综合.1、如图所示,在轻质杠杆OA的A端挂一边长为10cm的正方形石块,在OA的中点施加一竖直向上的力F,当力F=40N时,杠杆在水平位置平衡,则石块重________N.其密度为________kg/m3,将石块浸没于盛水的烧杯中,若杠杆仍在水平方向再次平衡,则F=________N。
2、如图所示,杠杆AB的A点挂边长为10cm的正方体C,B点挂体积为2000cm3实心小球D,AO:OB=1:2,杠杆在水平位置平衡时,D静止在空中,C对水平地面的压强为p1;若将小球D浸没在某种液体中(未接触到容器底),杠杆在水平位置平衡时,C对水平地面的压强p2比p1增大了4000Pa,A点受到竖直向下的拉力为10N,则下列选项正确的是(g取10N/kg)()A.小球D浸没在某种液体中受到的浮力为20NB.小球D浸没在某种液体中受到的浮力为40NC.该液体的密度是2.0×103kg/m3 D.小球D的密度是1.0×103kg/m33、如图所示,杠杆AOB处在水平位置平衡,OA:OB=1:2,浸入水中的铁球质量m=7.9kg,加在B端的力F=24。
5N,ρ铁=7。
9×103kg/m3,g=10N/kg.则空心体积是()A.1×10—3m3 B.2×10-3m3 C.3×10—3m3 D.4×10—3m3题型2:滑轮与浮力综合。
4、如图所示,浸在水中的A物体的质量为3kg,B物体的质量为2kg,且整体处于静止状态,弹簧测力计自身重力不计.下列说法正确的是()A.弹簧测力计的示数为19。
6N B.物体A浸在水中的体积为500cm3C.物体A处于平衡状态 D.物体B受到的重力和B对绳的拉力是一对平衡力5、如图所示,B、C是体积均为10cm3的实心铝块。
当B浸没在水中时,木块A恰能在水平桌面上向左匀速运动。
若用铝块D替换C,使A在桌面上向右匀速运动,则D的质量应为(ρ铝=2.7g/cm3,铝块B始终在水中,水与B之间的摩擦以及滑轮处的摩擦均忽略不计)( )A.17g B.10g C.7g D.27g6、用滑轮组将密度为2。
微专题二压强浮力的综合计算引言:压强浮力是液体或气体对物体的浸染所产生的竖直向上的浮力。
该浮力与物体的表面积和所浸泡液体的密度有关,是物理学中的一个重要概念。
本文将从压强浮力的概念入手,综合计算液体和气体中的压强浮力。
一、压强浮力的概念和原理:1.液体中的压强浮力:液体中的压强浮力是物体被液体浸泡后所受到的竖直向上的力,其大小等于物体所浸泡液体的密度乘以被浸泡部分的体积,并乘以重力加速度。
其公式可以表示为:F浮=ρ液V浸g其中,F浮表示压强浮力;ρ液表示液体的密度;V浸表示物体被液体浸泡的体积;g表示重力加速度。
2.气体中的压强浮力:气体中的压强浮力同样是物体浸泡在气体中所受到的竖直向上的力,其大小取决于气体的密度、物体所浸泡部分的体积以及重力加速度。
压强浮力的计算公式可以表示为:F浮=ρ气V浸g其中,F浮表示压强浮力;ρ气表示气体的密度;V浸表示物体被气体浸泡的体积;g表示重力加速度。
二、液体中压强浮力的计算案例:假设有一个形状规则的长方体物体,长为L,宽为W,高为H,该物体浸泡在密度为ρ液的液体中。
我们来计算该物体所受到的压强浮力。
1.计算被液体浸泡的体积V浸。
由于长方体物体浸泡在液体中,所以被液体浸泡的高度为H浸泡,长宽不变。
根据几何学的知识,我们可以得到被液体浸泡的体积V浸的计算公式为:V浸=L×W×H浸潮2.计算压强浮力F浮。
将V浸带入压强浮力的计算公式:F浮=ρ液×V浸×g其中,ρ液表示液体的密度,g表示重力加速度。
三、气体中压强浮力的计算案例:我们继续通过一个实例来计算在气体中的压强浮力。
假设有一个球形物体,半径为R,该物体经过测量,质量为m,我们来计算该物体在密度为ρ气的气体中所受到的压强浮力。
1.计算被气体浸泡的体积V浸。
球体在气体中被浸泡的体积V浸与球体的体积相等V浸=(4/3)πR³2.计算压强浮力F浮。
将V浸带入压强浮力的计算公式:F浮=ρ气×V浸×g其中,ρ气表示气体的密度,g表示重力加速度。
专题二十三浮力+机械综合一、教学目标通过专题训练,能够结合机械模型进行正确的受力分析,掌握浮力机械综合计算。
二、合作探究[基础回顾]浮力的计算公式:简单机械公式:1.称重法:F浮= . 1.杠杆平衡条件: .2.压力差法:F浮= . 2.滑轮组绳子自由端的力:3.阿基米德原理:F浮= = . F= . (不计绳重、摩擦)4.平衡法:漂浮或悬浮时,F浮= .[典型例题]例1小亮想为村里的养牛场设计一个牲畜自动饮水器,他先画出如图所示的原理图,又根据养牛场的水塔高度估算出活塞A处水的压强约为6×104Pa,设计出水口的横截面积为2×10-4m2,支点O到浮球球心的距离为O到B点距离的6倍.(1)若不考虑活塞、杆AB、OC及浮球的重力,要求浮球浸入水中1/3时杠杆水平,A处的活塞即能将出水口关闭.小亮选用浮球的体积应为多大?(2)实际上活塞、杆及浮球的重力是需要考虑的,如果考虑它们的重力,你认为小亮设计时应采取哪些措施可保证饮水器正常工作?(答出一种措施即可)三、课内反馈1.如图甲所示,我国“向阳红09”母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验,调控两根伸缩杆,使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止,然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器.处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆,OB表示“∩”形架,CD表示两根伸缩杆,O到CD的距离为2m,OD、OE的长度分别为3m、6m.不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力.(1)请在图乙中画出投放深潜器时“∩”形架的动力和阻力示意图(2)深潜器的质量为25t,总体积为24.5m3.在绞车缓慢向下释放深潜器至刚浸没的过程中,两根伸缩杆的总拉力最多减少多少牛?2.三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船机。
过往船只驶入升船机中装满水的船厢后,可以竖直升降,大大缩短船只过坝的时间,为了确保运行的安全性,工程师们建造三峡升船机前设计、比对了多种升降船厢的方式。
类型1 称重法算浮力1.重为8N的物体挂在弹簧测力计下面,浸没到如图所示圆柱形容器内的水中,此时弹簧测力计的示数为6N,已知容器底面积为100cm2。
求:(g取10N/kg)(1)物体受到的浮力;(2)物体的密度;(3)物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压强。
2.如图甲所示,一个底面积为75cm2的柱形物体A挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数F1=15N;底面积为120cm2且足够深的柱形容器放在水平桌面上,将物体A放入容器中且与容器底接触但对容器无压力,慢慢向容器注水,待液面稳定后物体A上表面到水面的距离h=5cm。
如图乙所示,此时弹簧测力计示数F2=7.5N。
(忽略绳重和附在物体表面上水的重力,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)物体A浸没在水中受到的浮力;(2)物体A的密度。
3.2017年5月23日,我国“蛟龙号”载人潜水器在马里亚纳海沟北坡下潜。
有史以来,首次对4000米级的马里亚纳海沟进行深入的现场探查,首次观察到4811米的海底世界。
当“蛟龙号”载人潜水器下潜到4000m 时(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg),求:(1)“蛟龙号”载人潜水器所受海水的压强;(2)“蛟龙号”载人潜水器上某个观测孔面积约为0.03m2,该观测孔受到海水的压力;(3)“蛟龙号”载人潜水器体积大约为50m3,它受到的浮力。
类型2 阿基米德原理法算浮力4.如图所示,水平地面上有一底面积为1.5×10-2m2的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N。
(g取10N/kg)求:(1)此时容器底受到水的压强和压力;(2)此时物块受到的浮力和物块的质量;(3)细线剪断后,物块静止时浸入水中的体积。
5.水平放置的平底柱形容器内装有一些水,不吸水的正方体木块B重5N,边长为10cm,被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,如图所示,拉直的细线长为L=5cm,受到拉力为1N。