北京中考物理力学综合题(2)

2019-03-11 12:27

12、(2-10-2-39).物理小组同学在一次模拟打捞沉船的实验中,用三个滑轮(每个滑轮受到

的重力均为0.6N)和四个相同的浮筒B设计了如图26所示装置。当浮筒B和表示沉船的物体A浸没在水中匀速上升时,测得绳子自由端的拉力为F1,滑轮组的机械效率?1=80%。浮筒B和物体A完全出水后,绳子自由端的拉力为F2。

已知F1=

34F2,四个相同的浮筒排出水后的总重是动滑轮重的倍,浮筒B排出水后83产生的浮力是其自重的5倍。不计绳重、轴摩擦和水的阻力。

求:⑴浮筒B和物体A完全出水后,滑轮组匀速提升重物A的机械效率?2;⑵物体A的密度?A。

13、(3-8-1-37).2007年12月22日,沉睡中国海底800多年的一艘古沉船被成功地整体打

捞出水,标志着中国水下考古技术跨进世界先进行列。整体打捞工程中,要将古沉船(即沉船、载物及周围泥沙作为整体)打捞上来。打捞古沉船过程中需要附加两部分物件:特殊材料制成的可以视为密闭的沉箱和36根底梁,其总质量m为700 t。技术人员必须先将沉船按照原状固定在沉箱内,然后技术人员在能见度几乎为零的30 m深的海底,将长15 m、横截面积1 m2的36根底梁分别穿入钢制沉箱底部的孔内,假设打捞过程中,钢制沉箱和底梁通过四根跨过定滑轮的钢索(四根钢索的拉力相同),使它在竖直方向上始终以v=0.1 m/s的速度匀速上升,直至被打捞上来。整体装置示意图如图28甲所示。已知其中一根钢索的功率和浸入水中的沉箱及底梁总体积的关系如图28乙所示。(忽略钢丝绳的质量和摩擦,g取10 N/kg)

图28

求:(1)沉箱和36根底梁的总重力G。

(2)古沉船的质量m船。

(3)打捞过程中,当古沉船打捞装置的机械效率为90%时,每根钢索的功率P′。

14(3-8-2-39).图27是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。水箱底部有一出水孔,底盖A可以顶住水箱的出水孔。只要牲畜饮水,饮水槽中的水位就会下降,浮球C受到的浮力减小,底盖A打开,水就会通过出水孔从水箱流入饮水槽自动补水。设计水箱的最高水位为h1,水箱出水孔横截面积是30 cm2,底盖A及竖杆B的总质量是400 g,浮球C的体积是2dm3;若将浮球C换成同体积的浮球D,设计水箱的最高水位将变为h2,已知将浮球C换成同体积的浮球D后,再次达到设计水箱的最高水位时,水箱底部受到水的压强减小了2000Pa,浮球C与浮球D的密度ρC:ρD =2:5。(g取10N/g) 求:(1) 浮球D的密度 ρD ;

h1 (2) 设计水箱的最高水位h1。

牲畜饮水槽

A

B C

图27

15、(3-9-1-39).图22是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。起重机总重G=8×104N,A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,D是油缸,E是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升,打捞体积V=0.5m3、重为G物的重物。若在打捞前起重机对地面的压强p1=2×107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2,重物完全出水后匀速上升时

起重机对地面的压强p3=2.5×107Pa。B 假设起重时E沿竖直方向,重物出水 前、后E对吊臂的支撑力分别为N1和

F N2,重物出水前滑轮组的机械效率为

O E A 80%,重物出水后卷扬机牵引力的功率 为11875W,吊臂、定滑轮、钢丝绳的 C D 重以及轮与绳的摩擦不计。(g取

10N/kg)求:

(1)重物在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2;

(2)支撑力N1和N2之比;

(3)重物出水后匀速上升的速度。 图22

16、(3-9-2-36).图24是课外小组的同学们设计的一 个用水槽来储存二次用水的冲厕装

置.其中重为1 N的浮球固定在横杆 AB右端(B为浮球的中心),杆AB能 绕O点转动,且OB是OA长度的4 倍.横杆AB左端压在厚为1 cm的进 水阀门C上,进水口的横截面积为4 cm2.阀门C正好堵住进水口时,水 箱内停止蓄水,杆AB在水平位置,且浮球刚好有1/3的体积露出水面,浮球B的体积为331.5 cm3.进水口距箱底30 cm,水箱内溢水管长为40 cm,D是一个横截面积为30 cm2、厚为1 cm的排水阀门.用金属链将排水阀门D与水箱顶部排水按钮相连,当按动按钮时,铁链向上拉起排水阀门D使其打开,水箱排水,要打开排水阀门D,铁链给它的拉力至少是12.2 N.(进水阀门C、直杆AC、横杆AB的重力均忽略不计,g取10 N/kg)

图24

求:(1)进水阀门C所受水箱中水的向下的压力;

(2)停止蓄水时水槽中的水面比溢水管管口高出多少? (3)排水阀门D的最大质量为多少千克?

17、(3-10-1-38).如图28所示装置,重为GM=100N的物体M放置在水平桌面上,两侧用水平细线拴住,左侧水平细线通过定滑轮悬挂重为GA=80N的物体A,A浸没在一个足够大的盛水容器中,右侧通过滑轮组拉着重为GB=150N的物体B,恰好使物体M在水平桌面上匀速向右运动(物体A未露出水面);撤去盛水容器,用一个竖直向下的力F1拉物体A,使物体B匀速上升时,滑轮组的机械效率为η1 ;当把盛水容器放在右侧使物体B浸没在水中,此时在再用一个竖直向下的力F2拉物体A,使物体B在5s内匀速上升10cm(物体B未露出水面)时,滑轮组的机械效率为η2;已知物体A、B和水的密度之比为ρA∶ρB∶ρ水=2∶5∶1,两次拉力之比为F1∶F2=3∶2。若不计绳重、滑轮组装置的摩擦及物体A、B在水中的阻力,g取10N/kg。求:

(1)物体B所受浮力; (2)η1与η2的比值;

(3)物体B没有露出水面时,拉力F2的功率P2 。

M

A B

图28


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