14.港珠澳大桥的海底隧道由钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图所示。在建造隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,长、宽、高分别是180m、35m、
10m,质量为6?107kg。然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。(海水的密度取1.0?103kg/m3,g取10N/kg)求: (1)灌水前漂浮在海面上的密封沉管受到的浮力;
(2)灌水前漂浮在海面上的密封沉管下表面受到的海水压强; (3)当密封沉管刚好完全浸没在海水中时管内注入的海水质量。
15.图中圆柱形容器底面积为40cm2,圆柱形玻璃管(管壁厚度不计)一端封口,底面积为10cm2,高度为20cm。如图甲所示,容器内水深22.5cm,玻璃管漂浮在水面上,浸入水中的深度为10cm。如图乙所示,用容器中的水装满玻璃管,把玻璃管倒扣在水中,玻璃管底部刚好与水面齐平。对玻璃管施加一个竖直向上的力F(力的大小不恒定),使其缓慢上升至底部距离液面的高度h?10cm,如图丙所示。已知?水?1.0?10kg/m,g取
3310N/kg。备注:整个过程容器中的水的质量不变。
(1)求玻璃管的质量; (2)求图丙中F的大小;
(3)在竖直向上的力F作用下,玻璃管缓慢上升,玻璃管底部距离液面的高度h变大,求水对容器底部的压强p与h的函数关系式,并在图丁中作出p?h图像。
6
16.潜水艇为增强国防力量,维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从面使其下沉或上浮。我国某型号103m3,水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107N,最大下潜深度可达潜水艇的总体积为2×
400m。海水密度取1.03×103kg/m3。g取10N/kg。求: (1)最大下潜深度处的海水压强; (2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力;
(3)潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
17.在底面积为S的薄壁柱形大容器中注入少量的水,再将一高为h、内底面积为S1。外底面积为S2的薄底柱形小容器放入大容器中,小容器与大容器底刚好接触且不挤压,测得此时大容器中水深为h0(如图所示);已知水的密度为ρ水。小容器一直保持竖直状态,请解答下列问题:
(1)画出此时小容器受力示意图;
(2)求小容器放入大容器之前,大容器底受到的水的压强;
(3)向小容器中注满水后,若使小容器对大容器底的压力最小,求应再向大容器中至少注入的水的质量。
18.如图所示,底面积为100cm2的长方形容器里盛满水,将一个底部粗糙的金属瓢放在容器中的水面上,水溢出一部分。将金属瓢取出,水面下降了5cm,再将金属瓢沉入水中,103kg/m3,g取10N/kg)静止在容器底部,液面又上升了2cm。(已知水的密度为ρ水=1.0×
7
求:
(1)金属瓢的密度是多少kg/m3;
(2)金属瓢漂浮在水面和沉入水底,水对容器底部的压强变化了多少; (3)金属瓢静止在容器底部时,容器对金属瓢的支持力是多少。
19.如图所示,杠杆MON在水平位置保持静止,A、B是实心柱形物体,他们受到的重力分别是GA=12N,GB=9N,B的底面积SB=50cm2,B放到柱形容器中,柱形容器中装有水,此时水的深度h1=10cm,容器的底面积S容=200cm2,B物体底面离容器底的距离h0=4cm,103kg/m3。求: 已知MO:ON?2:3,ρ水=1.0×(1)水对容器底的压强; (2)水对B物体的浮力; (3)A物体对水平地面的压力;
(4)若打开开关K缓慢放水,当A物体对水平地面压力刚好为零时,容器中所放出水的质量。
20.如图甲所示,柱形薄壁容器的底面积为500cm2,内装深度大于10cm的某种液体。物体C是一个体积为1000cm3的均匀正方体,质量为600g,在液体中静止时,有
2体积露5出液面。另有A、B两个实心长方体,其中A的重力为2N:B的重力为5.4N,体积为200(g?10N/kg)求: cm3,底面积为50cm2。(1)物体C受到的重力是多少? (2)液体的密度是多少?
(3)把A单独放在物体C上表面中心位置,物体C静止时如图乙所示。放置物体A前后,容器底受到液体压强的变化量是多少?(此过程中液体没有溢出)
(4)把B单独放在物体C上表面中心位置,当物体C静止时,物体B对物体C的压强是多少?
8
21.相同的柱形容器甲、乙置于水平桌面上,甲中盛有水,乙中盛有酒精。现将A、B两个大小完全相同的实心小球分别放入两容器的液体中,静止后如图所示,B小球一半体积浸在酒精中。(小球密度分别为?A、?B,酒精的密度为0.8?103千克/米3)。 (1)若甲容器内原装有深度为0.2米的水,求:原来水对甲容器底的压强p水; (2)若小球B的体积为1?10-3米3,求:小球B受到的浮力F浮;
(3)若把两个小球对调放入对方容器内(无液体溢出),对调前后液体对容器底部压强的变化 量分别为Δp甲和Δp乙。求:对调前后液体对容器底部压强的变化量的比值Δp甲∶Δp乙。
22.如图甲所示,把边长为10cm的正方体木块放入深度为0.3m装满水的杯中,静止时有
25体积露出水面,然后在其上表面放一块底面积为2.0?10?5m2的小柱体,如图乙所示,静止时方木块刚好能全部浸没水中,g取10N/kg。求: (1)甲图中木块受到的浮力? (2)木块的密度?
(3)甲乙两图中水对杯底的压强各是多少?
23.一个底面直径为2R,底面积为S的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,容器内装有一定量的水。
(1)若容器内水的质量为2kg,求水的体积。
9
(2)求距离水面0.1m深处的液体内部压强。
(3)若在水中浸入一个正方体,正方体沉底后,液体深度变为h,液体对容器底部的压强的增加量为?p,为使?p达到最大,求该正方体的边长及液体对容器底部的压强增加量?p。(结果用ρ水、S、R、h等字母表示)
24.如图所示,均匀长方体 A、B上表面中心分别用细线连接,固定悬挂在长 1.2m 的轻103kg/m3、底面积为 10cm2,其下方有一高 质杠杆CF两端。长方体物块 A 的密度为 2×
1.2m 的圆柱形薄壁容器,A 的下表面距容器底部0.2m,上表面与容器口相平。现将杠杆放置在支架DE上,当容器不装水时,E 点对杠杆的支持力恰好为0;当容器装满水时,D ρ 水=1.0×g=10N/kg。103kg/m3, 点对杠杆的支持力恰好为0。已知物块 B 的重力 GB=10N,(1)求DE的长度;
(2)撤去D,杠杆以E 为支点,A的下表面接触容器底,求容器未装水时, 物块A对容器底部的压强 pA;
(3)撤去E,杠杆以D为支点,将物块B的悬挂点在DF之间移动,且悬挂点离D点的距离为l,为使杠杆CF始终在水平位置保持平衡,须向容器中加减水。求加减水过程中,水对容器底部的压强 p 与 l 之间的函数关系式,并说明 l 的最小值。
25.我国自主研制、全球最大的两栖大飞机AG600飞机能够像船一样在水面滑行、起飞降落。它的用途很多,最主要的是森林灭火、水上救援、物资运输、海洋探测等。该飞机正常飞行总质量为53.5吨(内部载有我国自主研制的“海斗号”无人潜水器,最大下潜深度可达10767m,如图乙所示)、机体总长36.9米,翼展达到38.8米,4台发动机,单台输出功率为320kW(海水的密度为1×103kg/m3)。
(1)AG600在水上降落后所受的最大浮力为多少N;
(2)AG600在水面沿直线匀速滑行400km用时3750s,则滑行时飞机所受阻力为多少N;
10