类型一 力学综合题
针对训练
一． 浮力及相关力学综合
1. 如图所示，是一个用浮筒、小灯泡和收放线装置A制作的航标灯模型，细线下端固定在水槽底部，航标灯总重4 N．当水位上升时，A放线；水位下降时，A收线，从而使细线的拉力保持不变，航标灯静止时浸入水中的深度h始终为5 cm，排开水的体积也始终为500 cm(不计细线重和摩擦)．当航标灯静止时，求：(ρ水＝1.0×10 kg/m，g＝10 N/kg)
(1)航标灯漂浮时，自身重力________(选填“大于”“小于”或“等于”)水对它的浮力．
(2)航标灯底部受到水的压强及排开水的质量为多少？ (3)航标灯受到的浮力是多少？细线对航标灯的拉力为多大？
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第1题图
2. 如图所示是某科技小组设计的自动储水装置，AB是可绕O点转动的轻质杠杆，A端通过细杆与压力传感开关S相连，B端通过细杆与圆柱体浮筒相连，杠杆始终保持水平，浮筒高2 m，底面积为15 cm.当水位下降到浮筒的下表面时S闭合，电动水泵开始注水；当水位上升到浮筒的上表面时S断开，电动水泵停止注水，一次注水正好把15 m的水从地面送到储水池中．(ρ水＝1.0×10 kg/m，g取10 N/kg)
(1)水位下降过程中，压力传感器受到的压力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)；
(2)浮筒的体积是多少？停止注水时浮筒受到的浮力是多少？
(3)若浮筒缩短10 cm，此时注一次水的质量是多少？(浮筒与注水容器相比很小，占注水容器的体积忽略不计)
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第2题图
3. (2017陕西定心卷)某单位设计的一种供牲畜饮水的装置如图所示．圆柱形水箱内装有600 kg的水，水位高度维持h＝60 cm不变，水箱底面积为1 m，水箱底部出水口的横截面积为20 cm.底盖A、细杆B和浮球C的总质量为1 kg，浮球C的体积为2 dm.底盖A平时顶住水箱底部出水口，一旦饮水槽的水位下降，底盖A就会下落，水立即通过出水口流入饮水槽．实现自动补水．
(1)随着水箱中水位的升高，水箱底部受到水的压强逐渐________．
(2)水箱中的水对底盖A产生的压强是多少？浮球C受到的最大浮力是多少？(g取10 N/kg)
(3)试通过计算说明，给出的数据能否达到设计要求？如果不能，请通过计算提供改进的方法和符合设计要求的数据．
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第3题图
4. 如图所示，是小婷为防止家中停水而设计的贮水箱．当水箱中水深达到1.2 m时，1
浮子A恰好堵住进水管，使其停止向箱内放水，此时浮子A有体积露出水面(浮子A只能
5沿图示位置的竖直方向移动)．进水管口水的压强为1.2×10 Pa，管口横截面积为 2.5 cm，贮水箱底面积为 0.8 m，浮子A重10 N.
(1)注水过程中，随着水位上升，水对水箱底部的压强逐渐________(选填“增大”或
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“减小”)．
(2)此时浮子A受到的浮力为多大？ (3)浮子A的密度是多少？
第4题图
5. (2017重庆B卷改编)如图甲所示为中国首艘国产航母001A 下水时的情景．某中学物理兴趣小组的同学在实验室模拟航母下水前的一个过程，他们将一个质量为2 kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部，该柱形容器质量为6 kg，底面积为0.03 m，高为0.4 m，如图乙所示．现在向容器中加水，当加水深度为0.1 m时，模型刚好离开容器底部，如图丙所示．继续加水直到深度为0.38 m，然后将一质量为0.9 kg的舰载机模型轻放在航母模型上，静止后它们一起漂浮在水面．求：
(1)向图乙中加水的过程中(水位小于0.1 m)，航母模型对薄壁柱形容器底部的压力逐渐________，其所受的浮力逐渐________；(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)图丙中水对容器底的压强和航母模型浸入水中的体积；
(3)放上舰载机后整个装置静止时，相对于水深为0.38 m时，容器对水平地面的压强增加了多少帕？
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第5题图
6. 如图甲所示是利用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从水库底匀速竖直起吊的装置示意图，A上升的速度始终为0.1 m/s.钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像如图乙所示，不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦及水的阻力，g取10 N/kg.求：
(1)在0～40 s时，水对水库底面的压强________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
(2)长方体A未漏出水面时受到的浮力是多少？
(3)把长方体A打捞出后按照图丙的摆放方式放在岸边的水平地面上，长方体A的密度及它对地面的压强是多少？
第6题图
二．以简单(匀速)运动为背景
7. 在城市建设中，挖掘机发挥了重要的作用．在工程施工中使用的某型号挖掘机如图甲所示，它的有关数据如表所示．挖掘机在运送砂土过程中，装有1.8×10 N砂土的铲斗以2.4 m/s的平均速度用时4 s从图乙中最低点A移到最高点B，接着再用2 s沿水平方向移动4 m将砂土卸到汽车上．求：(g取10 N/kg)
项目 整机质量(kg) 发动机最大功率(kW) 标准斗容(m) 两履带与地面接触的总面积(m) 234
数值 9 000 150 1.2 4.5 (1)挖掘机的履带是利用________(选填“增大”或“减小”)接触面积从而减小对地面压强的原理设计的．
(2)铲斗从A点移到B点经过的路程．挖掘机静止且不工作时(如图甲所示)对水平地面的压强．
(3)如果挖掘机在上述运送砂土过程中的平均功率为60 kW，此过程挖掘机做的总功．
第7题图
8. 城市的整洁卫生离不开清洁工人的辛勤劳动，清洁工人运送垃圾时会用到如图所示的垃圾车，它的部分参数如下表所示(取g＝10 N/kg)．
(1)当垃圾车驶过时，我们会闻到刺鼻的味道，这是因为________________________________．
(2)在满载时垃圾车对水平路面的压强是多少？
(3)该垃圾车满载时，在平直的公路上以最高车速匀速行驶1 km，受到的摩擦阻力为车重的0.1倍，求发动机牵引力做功的功率是多少？
第8题图
××型号 × 空车质量(t) 额定载重(t) 百公里耗油(L) 最高车速(km/h) 车轮与地面的总 接触面积(m)
27 8 14 72 0.1