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专题15 综合计算
力学
1.(2023·湖南衡阳二模)如图甲所示,水平桌面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为4.0×10-5m3,求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)物块受到的浮力;
(2)物块的质量;
(3)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中(水未溢出),此时水上升的高度为多少?水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少?
2.(2023·上海普陀二模)将盛有水的薄壁柱形容器放在水平地面上,容器的高度为6h。
物块
A
B
密度
体积
①若水的体积为米3,求水的质量。
②若容器中水的深度为0.1米,求水对容器底部压强。
③若水的体积为4V,深度为4h。现有两个球形物体A、B(半径均小于容器底面半径),其密度、体积的关系如下表所示。请选择其中一个,将其放入容器中,待静止后,使水对容器底部的压力增加量最大。请写出选择的物体并说明理由,求出。(用字母表示)
3.(2023·天津部分区二模)水平桌面上放置一个薄壁圆柱形容器,其中竖直放着一个质地均匀高为h0的实心圆柱体M,如图所示。现慢慢向容器中加水,加入水的深度h与所加水的体积V的关系如图所示(其中V0、h0均为已知量)。在整个过程中无水溢出,圆柱体M的底面始终与容器中的水面平行,若已知水的密度为,请解答如下问题:
(1)求当加入水的体积为3V0时,水对容器底的压强;
(2)求圆柱体M的密度;
(3)在图的坐标系中,画出从开始加水到加水量为3 V0的过程中,容器底对圆柱体M的支持力随加水质量变化的图像,并标出各端点的坐标。
4.(2023·重庆育才中学二模)如图甲所示,一个底面积为200cm2,高13cm的薄壁柱形容器放在水平桌面中央,内盛有10cm深的水。当把一个质量为1.2kg的实心长方体A用细线悬挂浸入水中后,物体静止时如图乙,此时拉力F为9N。剪断细线,当物体再次静止时浸没在水中,容器对桌面压强与图甲相比增加了500Pa,求:
(1)放入物体前水对容器底部的压强;
(2)图乙比甲容器内液面上升的高度;
(3)物体A的密度。
5.(2023·上海青浦二模)如图所示,置于水平地面的轻质薄壁柱形容器,高为0.3米,底面积为2×102米2。容器内盛有4×103米3的水。
①求容器中水的质量m水;
②求容器对水平地面的压强p;
③现有甲、乙、丙三个质量均为6千克的实心球,它们的密度见表。现将它们分别浸没在容器的水中,使水对容器底部的压强及容器对水平地面的压强均能达到最大,请判断应选择的实心球并说明理由;计算出容器中水对容器底部的最大压强p′水。
实心球
密度(千克/米3)
甲
6×103
乙
3×103
丙
1.5×103
6.(2023·上海奉贤二模)薄壁圆柱形容器甲和正方体乙置于水平地面上,容器甲足够高,内部装有水。已知水、正方体乙的质量、高度数据如下:
对象
m(kg)
h(m)
水
1.0
0.2
正方体乙
2.0
0.1
(1)求正方体乙对地面的压力F乙;
(2)求薄壁圆柱形容器甲的底面积S甲;
(3)若将一物体A分别浸没在容器甲的水中、放在正方体乙的上表面中央时,水对容器甲底部的压强变化量与正方体乙对水平地面压强的变化量相等,求物体A的密度ρA。
7.(2023·天津河西一模)小海同学利用传感器设计了如图所示的力学装置,竖直细杆B的下端固定在柱形容器的底部,它的上端与实心柱体A固定。力传感器可以显示出细杆B的下端所受作用力的大小。现缓慢地向容器中加入密度为ρ0的水,力传感器的示数大小F随水深h变化的图像如图所示。A、B均不吸水,不计细杆B及连接处的质量和体积,请解答下列问题:
(1)求柱体A受到的最大浮力,并在图中画出它此时的受力示意图;
(2)求柱体A的密度;
(3)求水从柱体A下表面上升到传感器示数为零的过程,容器底部受到水的压强变化量。
8.(2023·上海虹口二模)如图所示,均匀正方体甲和盛有水的轻质薄壁圆柱形容器乙置于水平地面,甲、乙底面积相同。甲的质量与乙容器中水的质量均为2千克,甲的密度为千克/米3,乙容器中水的深度为0.2米。
①求水的体积。
②求水对容器底部的压强。
③将甲沿水平方向切去一半,求甲剩余部分对地面的压强。
9.(2023·重庆大渡口二模)如图所示,放置在水平桌面上的甲、乙两个相同圆柱形容器,其物重均为4N,高h=22cm,底面积为S1=100cm2。甲容器内装有深度h1=15cm的水,上方悬挂的实心圆柱体A高h2=10cm、底面积S2=30cm2,其物重为3.6N。乙容器内装有密度为