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1、我国的“奋斗者”号载人潜水器最大下潜深度达到10909米,同学们针对潜水艇的制作,开展项目式学习。
【项目设计】项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇,塑料瓶厚度不计,相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水器的浮沉,模型如图甲。
(1)、 【产品检测】为使潜水艇上浮,小组同学的操作是: , 从而排出水舱内的水,实现上浮。
(2)、如图乙所示,潜水艇从B 位置缓慢上浮到A 位置,最终在水面保持静止。请在图丙中画出潜水艇所受浮力随时间变化的大致图像。(3)、若某潜水艇的总体积是650 , 所用材料的总质量是0.5kg,g 取10 N/kg。则图甲中注射器(选填“能”或“不能”)替换成规格为100 mL的,请说明理由:。(假设推拉注射器活塞时,装置内气体体积的变化量与水舱内水的体积变化量相同)(4)、如下为项目小组制定的评价量表:自制潜水艇评价量表
级别内容
优秀
合格
待改进
功能仓
分区设计
生活舱和水舱独立分开,生活舱不进水,且生活舱较大
生活舱和水舱独立分开,生活舱不进水
生活舱 和水舱 未 独立分开
浮沉情况
潜水艇能顺利实现下潜、上浮、悬浮、漂浮
潜水艇能下潜、上浮、悬浮、漂浮,但较困难
潜水艇不能实现下潜、上浮、漂浮
项目小组对某潜水艇测试时发现:注射器活塞推到最左端时,潜水艇位于水槽底部。根据测试结果,对该潜水艇的浮沉情况评价级别是。
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2、学习了重心知识后,小明发现不同物体的重心有的高,有的低,其稳定程度也不一样。于是小明想探究物体的稳定程度与什么因素有关,并作了以下猜想:
猜想一:和物体的重心高度有关;
猜想二:和物体与接触面的接触面积有关
(1)、小明从实验室中找出几个形状、体积均相同的铁棒和铝棒以及一个硬质轻薄底座,组合成如图甲所示的三种装置(已知铁的密度大约是铝密度的三倍,各组合粘连可靠),对比装置①和②,装置的重心比较高,先后将三种装置放在图乙所示的木板上。(2)、从水平位置开始缓慢地增大木板与水平方向的夹角,当装置刚好翻倒时,测量并记录此时角的大小。得到的实验数据如表:实验序号
装置编号
装置刚好翻倒时木板与水平方向的夹角/°
1
①
18.4
2
②
11.3
3
③
33.7
①实验中是通过来反映物体的稳定程度;
②分析1、2组数据可得:物体与接触面的接触面积一定时,重心位置越高,稳定程度越;
③分析组数据可得:物体重心位置一定时,物体与接触面的接触面积越大,稳定程度越高。
(3)、实验结束后,同组的小红指出,本实验的结论存在偶然性,为了使实验结果更可靠,你对本实验的改进建议是。(4)、从稳定性的角度考想,货车在装货物时,应将重的货物放在(选填“上”或“下”)层,以减小货车在转弯时发生侧翻的风险。 -
3、为了研究蹦床比赛时“弹跳高度跟哪些因素有关”,项目式学习小组设计了如图所示的实验装置,其实验步骤如下:
①在一张正方形的橡皮膜四角分别绑上相同数量的钩码,蒙在圆柱形塑料盒上(钩码自然垂挂),用细绳将橡皮膜箍紧后取下钩码;
②在透明塑料桶桶底挖一个圆孔,将其倒扣在圆柱形塑料盒上;
③换用不同质量的玻璃珠,将玻璃珠从圆孔处由静止释放,使用频闪相机记录玻璃珠的弹跳高度。

(1)、除以上器材外,还需要的测量工具是天平和。(2)、小组同学小华负责记录实验数据,其记录的部分数据如下表所示:实验次序
钩码数量
玻璃珠质量m/g
玻璃珠
弹跳高度h/cm
1
2.5
7.5
2
3.8
7.5
3
5.6
7.5
(a)他不小心将上表中钩码的数量污染了,但他说自己记录的表格没有问题,则项目式学习小组实验中所用的钩码数量(选填“相同”或“不同”);
(b)分析实验数据,可得到的结论是。
(3)、完成以上探究后,项目式学习小组多次改变钩码数量,用细绳将橡皮膜箍紧后取下钩码,换用相同质量的玻璃珠再进行实验,改变钩码数量是为了改变橡皮膜的;(4)、项目式学习小组用细绳将橡皮膜箍紧,接着左右移动透明塑料桶,继续将相同质量的玻璃珠从圆孔处由静止释放,使玻璃珠落在橡皮膜上,这是为了研究弹跳高度与之间的关系。 -
4、随着疫情防控形势的好转,人民群众的生产生活秩序逐步恢复正常,各地的基础设施项目正在热火朝天地开工建设。如图所示,某建筑工地上,工人通过固定在斜面顶端的滑轮组把工件匀速拉上斜面。已知斜面高h=6m,长L=10m,工人施加的拉力F=600N,工件的质量m=250kg,工件沿斜面上升的速度v=0.5m/s;;若不计工件和滑轮组长度,忽略绳和动滑轮重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦,g取10N/kg。求:
(1)、拉力 F 做功的功率P;(2)、整个装置的机械效率η;(结果精确到0.1%)(3)、工件所受斜面的摩擦力 f。 -
5、某校科技小组设计了如图所示的一套从水中打捞物体的简单滑轮组装置,动滑轮的重力为50 N,物体A 的密度为 体积为0.04 通过滑轮组把A 从水中匀速提升(A始终未露出水面),不计绳重、摩擦及水的阻力 , g=10 N/ kg。求:
(1)、A浸没在水中所受的浮力;(2)、A露出水面前,滑轮组的机械效率;(3)、若人的重力为625 N,与水平地面的接触面积为500 , 人对地面的压强。 -
6、如图是小宁同学利用健身器材进行锻炼的示意图,其中横杆AB 可绕固定点O在竖直平面内转动,OA 长1m,OB 长0.6m,在杆的A 端用绳子悬挂重力为150 N的配重,他在 B 端施加竖直向下的拉力F1时,杆AB 在水平位置平衡。已知小宁重为450 N,两只脚与地面接触的总面积为0.04m2 , 不计杆重与绳重,g 取10 N/kg。求此时:
(1)、配重的质量;(2)、拉力F1;(3)、小宁同学对地面的压强。 -
7、五一假期,小明和爸爸自驾到海边游玩,小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶,请来救援车帮忙,如图甲所示,救援车固定不动,利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为1.2t,轮胎底部与沙滩接触的总面积为0.2m2 , 整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图像如图乙所示,其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力 F 恒为2×103N。(g 取10 N/ kg)求:
(1)、小轿车静止时对沙滩的压强是多少?(2)、小轿车被匀速拉动时通过的路程是多少?(3)、在此过程中滑轮的机械效率为90%,则小轿车受到的拉力做功的功率是多少?(滑轮轮轴处摩擦不可忽略) -
8、图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备,其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg,在绳子自由端施加1250 N的拉力,物体以0.5m /s的速度匀速上升10 s。求:
(1)、绳子拉力端移动的距离;(2)、拉力的功率;(3)、在此过程中滑轮组的机械效率。 -
9、如图,一辆货车匀速从山底 A 开到山顶B。货车重为 发动机的功率为50kW保持不变,山坡AB长2000m,高h为300m,牵引力保持 不变,不计空气阻力。则:
(1)、汽车从山底开到山顶所做的有用功;(2)、山坡的机械效率;(3)、汽车在山坡上行驶时的摩擦力。 -
10、如图所示,OA 是一个质量分布均匀的杠杆,OA=2m,O是支点,B 是OA的中点,在B 点悬挂一个重为G=40 N的重物。将杠杆从如图甲位置匀速提升到乙位置,重物上升的高度为 拉力F=25 N。则:
(1)、力F 做的有用功是多大?(2)、将重物匀速提升时,杠杆的机械效率是多大?(3)、若不计绳重和摩擦,杠杆自身的重力G杆是多少N? -
11、如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景,如图2中已知BO为1m,木料的质量为 g取10 N/ kg。
(1)、求木料所受重力。(2)、如图2,在B 端有一木料对绳子的力F1为 当F2为 时,木料刚好被抬起,求OC 的长度。(3)、随着时代发展,亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木料,已知提升的功率为P=10kW,那这个吊车在10s内可以将该木料提升的高度为多高? -
12、某打捞船利用“潜水钟”模拟打捞作业。潜水钟内部配备自动充气装置,使其始终充满空气,水无法进入,以此保证工作人员的安全,潜水钟上方放置两个配重和两个气囊,将人员送入水下,如图甲所示;工作人员到达水底后清理被打捞物体周围的泥沙,并将物体用钢丝绳挂在潜水钟内部;然后扔掉全部配重,并将气囊均充满空气,潜水钟、工作人员及物体一起被打捞船竖直向上匀速提升,如图乙所示。已知:工作人员质量为60kg,潜水钟质量为140kg、体积为2 m3 , 每个气囊充满空气后体积均变为1m3 , 每个配重质量为1 000 kg,被打捞物体质量为5000kg、体积为1m3。当潜水钟下表面触碰到水底时(未与水底紧密接触),潜水钟内气压计示数为 外界大气压强为1.0×105 Pa,( , g取10 N/kg,不计气囊质量及潜水钟内空气的质量,不计水的阻力)
(1)、潜水钟在水底时受到的浮力为多少?(2)、当潜水钟下表面触碰到水底时,下表面所处水的深度为多少?(3)、水下匀速提升潜水钟时,打捞船需要施加多大的拉力? -
13、如图所示,一个质量为0.4k g、底面积为( 的薄壁柱形容器漂浮在水面上。容器中盛有0.1m深的某种液体,液面与水面齐平。求:
(1)、容器底部受到水的压强;(2)、容器受到的浮力;(3)、容器中液体的密度ρ液。 -
14、中国海军十堰舰相关参数如下表;在海域执行任务过程中,该舰以恒定最大推进功率航行。(g 取10 N/ kg)
排水量
1 212 t
最大推进功率
12 500 kW|
(1)、求十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小。(2)、当十堰舰满载时浸入海水中的体积为 求海水的密度。(3)、十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时,所受阻力大小为 求最大航速。 -
15、如图所示,将一个重为2.7N 的实心金属块挂在弹簧测力计下端,使之浸没在水中,当测力计指针静止时,示数为1.7 N。(g 取10 N/kg,水的密度为
(1)、金属块浸没在水中时,所受浮力是多少?(2)、金属块的体积是多少?(3)、金属块的密度是多少? -
16、如图所示,2024年5月8日我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”完成首次海试,航空母舰的质量为8万吨,在某段海域以54 km/h的速度匀速直线航行,此过程发动机的输出功率为 。(g 取 10 N/ kg)求:
(1)、航空母舰在这段海域航行时所受浮力;(2)、在水下5m 深处,舰体受到海水的压强为 , 求海水的密度;(3)、质量为18t的舰载机静止在水平甲板上,该舰载机对水平甲板的压强为3.6×105Pa,舰载机与水平甲板的总接触面积;(4)、航空母舰以54 km/h的速度匀速直线航行时受到的牵引力。 -
17、学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为600 g,底面积为 装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示。
(1)、求水对茶壶底的压强。 g取10 N/ kg)(2)、求水对茶壶底的压力。(3)、水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6,则茶壶内水的质量为多少? -
18、骑行爱好者小高,沿某段平直公路骑行时,看了两次码表(如图所示)。小高和自行车的总质量为60 kg,其所受阻力恒为总重力的0.05。g取 10 N/kg,求:
(1)、小高这段骑行的平均速度;(2)、已知轮胎与地面接触的总面积为 , 自行车轮胎对地面的压强;(3)、自行车牵引力在这段时间做的功和做功的功率。 -
19、小刚用如图滑轮组进行了三次实验,实验数据如表所示:(1)、本实验中用到的测量工具有刻度尺和。
器材
实验
物重G/N
物体上升高度 h/m
拉力 F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η

①
4
0.3
1.8
0.9
74.1%
②
6
0.3
2.6
0.9
76.9%
③
8
0.3
3.3
0.9
(2)、在第②次实验中,额外功是J;第③次实验中滑轮组的机械效率是(结果精确至0.1%)。(3)、通过分析实验数据可知:同一滑轮组提升的物重增大,机械效率将 , 额外功将。(均选填“增大”“减小”或“不变”)(4)、现小刚欲探究滑轮组的机械效率与滑轮重力的关系,他的做法是。 -
20、
(1)、将杠杆挂在支架上,发现杠杆的左端翘起,如图甲所示,此时可以向调节右端的螺母,或者向调节左端的螺母。(2)、小明建议使杠杆在位置平衡,这样做的好处是 。(3)、如图乙所示,把钩码分别挂在杠杆的支点两侧,然后改变钩码的数量与在杠杆上的位置,得到实验数据记录表:①表格中a 处应填写的内容是;实验中进行多次实验的目的是;
实验次数
动力
a
阻力
b
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
②分析表中数据,得出杠杆平衡的条件是;
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,杠杆端下沉。
(4)、请利用杠杆平衡条件帮小明分析:如图乙所示,杠杆处于平衡状态,如果将左侧和右侧的钩码均向远离支点的方向移动相同的距离,移动后杠杆(选填“左”或“右”)端下沉。