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打捞沉船时,常先将金属浮箱注满水,沉入水底,再用钢绳将其固定在沉船上,然后向浮箱...

打捞沉船时,常先将金属浮箱注满水,沉入水底,再用钢绳将其固定在沉船上,然后向浮箱中压入气体排出浮箱内的水,这样浮箱就可上浮把沉船拉起.某次打捞作业中,所用的浮箱边长为2m的正方体,自重2000N.当浮箱上表面沉到距水面20m处时(g取10N/kg),求:
(1)浮箱上表面受到水的压强;
(2)浮箱受到水的浮力;
(3)当把浮箱内水全部排出,浮箱与沉船一起匀速上浮时,浮箱对沉船的拉力.
(1)知道浮箱上表面所处深度和水的密度,利用液体压强公式计算水对浮箱上表面的压强; (2)知道浮箱边长,计算浮箱的体积(排开水的体积),利用阿基米德原理计算浮箱受到的浮力; (3)知道浮箱与沉船一起匀速上浮,浮箱受到的浮力等于浮箱受到的重力加上沉船对浮箱的拉力,根据力的作用是相互的求出浮箱对沉船的拉力. 【解析】 (1)浮箱上表面受到水的压强: p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa; (2)由题知,v排=v箱=(2m)3=8m3, 浮箱受到水的浮力: F浮=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N; (3)∵浮箱与沉船一起匀速上浮, ∴浮箱受到的浮力等于浮箱受到的重力加上沉船对浮箱的拉力, 即:F浮=G+F, ∴F=F浮-G=8×104N-2000N=7.8×104N; ∴浮箱对沉船的拉力: F′=F=7.8×104N. 答:(1)浮箱上表面受到水的压强为2×105Pa; (2)浮箱受到水的浮力为8×104N; (3)浮箱对沉船的拉力为7.8×104N.
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考点分析:
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(1)若不计机械自重及滑轮与轴之间的摩擦,则拉力F是多大?
(2)若滑轮组的机械效率是90%,则F的大小是多大?(保留一位小数)
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实验次数斜面倾角θ物重G/N物块上升
高度h/m
拉力F/N移动距离
S/m
机械效率η
130°5.00.253.40.5073.5%
240°5.00.354.20.5083.3%
350°10.00.358.40.50
(1)根据表中数据可求出第3次实验的有用功是______J,总功是______J,机械效率为______
(2)分析表中数据,可以得出的初步结论是:在其他条件不变的情况下,斜面倾角越大,所需的拉力越______,斜面的机械效率越______,斜面的机械效率与物重______ (填“有关”或“无关”).

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表一  液体甲
 实验序号 瓶和沙总质量(千克) 深度h(米)
 1 0.2 0.09
 2 0.4 0.18
 3 0.6 0.27
表二  液体乙
 实验序号 瓶和沙总质量(千克) 深度h(米)
 4 0.2 0.07
 5 0.4 0.14
 6 0.6 0.21
(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6的数据及相关条件,可初步得出结论:漂浮在同种液体中的圆柱形瓶子,它浸在液体中的深度与瓶和沙的总质量成______比.
(2)分析比较实验的数据及相关条件,可知甲、乙两种液体的密度关系是ρ______ρ
(3)实验序号1的这次实验,圆柱形瓶子所受的浮力为______牛(g取10牛/千克),若圆柱形瓶子的底部面积为0.002米2,则甲液体的密度为______千克/米3(结果保留小数点后1位).

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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