2023年中考物理复习 专题23浮力机械综合

专题二十三 浮力+机械综合 一、教学目标 通过专题训练,能够结合机械模型进行正确的受力分析,掌握浮力机械综合计算。 二、合作探究 [基础回顾] 浮力的计算公式: 简单机械公式: 1.称重法:F浮= . 1.杠杆平衡条件: . 2.压力差法:F浮= . 2.滑轮组绳子自由端的力: 3.阿基米德原理:F浮= = . F= . (不计绳重、摩擦) 4.平衡法:漂浮或悬浮时,F浮= . [典型例题] 例1小亮想为村里的养牛场设计一个牲畜自动饮水器,他先画出如图所示的原理图,又根据养牛场的水塔高度估算出活塞A处水的压强约为6 104Pa,设计出水口的横截面积为2 10-4m2,支点O到浮球球心的距离为O到B点距离的6倍. (1)若不考虑活塞、杆AB、OC及浮球的重力,要求浮球浸入水中1/3时杠杆水平,A处的活塞即能将出水口关闭.小亮选用浮球的体积应为多大? (2)实际上活塞、杆及浮球的重力是需要考虑的,如果考虑它们的重力,你认为小亮设计时应采取哪些措施可保证饮水器正常工作?(答出一种措施即可) 三、课内反馈 1.如图甲所示,我国“向阳红09”母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验,调控两根伸缩杆,使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止,然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器. 处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆,OB表示“∩”形架,CD表示两根伸缩杆,O到CD的距离为2m,OD、OE的长度分别为3m、6m.不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力. (1)请在图乙中画出投放深潜器时“∩”形架的动力和阻力示意图 (2)深潜器的质量为25t,总体积为24.5m3.在绞车缓慢向下释放深潜器至刚浸没的过程中,两根伸缩杆的总拉力最多减少多少牛? 2.三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船机。过往船只驶入升船机中装满水的船厢后,可以竖直升降,大大缩短船只过坝的时间,为了确保运行的安全性,工程师们建造三峡升船机前设计、比对了多种升降船厢的方式。“水力浮筒式”也是其中一种受到广泛关注的升降船厢方式,下图是它的工作原理图。当进水阀关闭、排水阀打开时,竖井中水位下降,两个相同的浮筒也随之下降,船厢就会上升;反之船厢就会下降。 已知船厢装满水后船厢和水的总质量为1.55 107kg,每个浮筒的质量为1.8 107kg,求: (1)若升船机承载着装满水的船厢匀速竖直下行100m,则重力对船厢和船厢里的水做的功共是多少J? (2)当质量为2 106kg的船只驶入装满水的船厢,船厢上升到与上游水位相平时(即图中所示位置),进水阀、排水阀都关闭,此时每个浮筒排开水的体积是多少m3?(不计钢绳和滑轮的重力及摩擦)。 3.图甲中,当浮子1上升到最高处后,它的最上端恰好和出水管管口相平,阀门就会将进水管管口关闭,此时AC杆沿竖直方向。已知浮子1的体积V=2.5 10-4m3。进水管管口和阀门的横截面积S均为1 10-4m2(不计阀门的质量、管壁的厚度及两者之间的摩擦),BO:BA=20:1(O为轻质浮子1的球心,A为两轻质硬杆的相交处,B为轻质硬杆BO的转轴),水箱内水面上方的气压p0=1 105Pa。为了不让冷水直接进入储水箱,进水管管口阀门的上表面受到的压强不能超过多少Pa? 四、课堂小结 学科网(北京)股份有限公司 $$