如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,当乙物体浸没在水中时,杠杆恰好水平平衡,A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知重为80N的乙物体的体积为1×10-3m3;质量为20kg的甲物体,其底面积为4×10-2m2,OB∶OA=2∶1,圆柱形水容器的底面积为4×10-3m2,取。求:
(1)乙物体受到的浮力;
(2)杠杆B端受到细线的拉力;
(3)甲物体对地面的压强;
(4)乙物体浸没在水中后,水对容器底增加的压强。
用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。(g=10N/kg)求:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(2)物块的密度;
(3)从物块刚好浸没水中到h=8cm过程中,水对物块下表面的压强变化了多少Pa?
为响应市政府提出的“创建海绵型城市”的号召,小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型,控制电路由电压为12V、最大容量为6000mAh的蓄电池供电,蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻,R为压敏电阻,压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连,,压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表:(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计,所用绿灯红灯及排水泵的额定电压均为220V)
压敏电阻受到的压力F/N | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 | 420 | 480 | … |
压敏电阻R阻值/Ω | 400 | 260 | 180 | 125 | 100 | 80 | 65 | 55 | … |
(1)按照设计要求,当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时,压敏电阻受到压力为360N,通过电磁铁线圈的电流为100mA,排水泵启动;定值电阻R0的阻值为多少____?该浮体重力为10N,浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为多少N____?
(2)在实际调试过程中,小科发现水位已达到安全位置上限,但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下,要使排水装置符合设计要求,应该将与压敏电阻相连的压板向_____(填“左”或“右”)移动;
(3)若选用额定功率为5kW的排水电动机,排水泵机械效率为80%,工作2小时能将多少kg的水抽到6米高处____?(g=10N/kg)
(4)“发电玻璃”面积为0.2m2,其光电转化率为10%,要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要多少小时____?(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1kW计算)
疫情期间,为了加快推进重大工程建设,降低疫情对社会经济发展的影响,八千多名工人依然坚守在“深(深圳)中(中山)通道”工地上,毫不松懈:
(1)“深中通道”建成后,会将原来约120km的车程缩短为24km,若一辆汽车的平均速度为60km/h,则这辆汽车行驶的时间会缩短_________h;
(2)“深中通道”由桥梁和海底沉管隧道组成,“深中通道”沉管隧道为世界首例双向八车道海底沉管隧道,由32个如图所示的巨型钢壳沉管组成:
①4月12日上午,首节沉管在钢缆绳的牵引下,缓缓由浅水坞区进人深水坞区,全程历时约50min。若钢缆将沉管匀速拖行20m时对其做功1.2×107J,则沉管受到的阻力为________N;
②建造隧道时,可以先将沉管两端密封,让它漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,然后向其内部灌水使之沉人海底。假设某一节密封长方形沉管的长、宽和高分别是160m、50m和10m,总质量为6×104t,要使其沉入海底,至少要灌入多少吨的海水______?
如图甲所示为一款我国自主研制的“海洋气候检测浮标”,质量可达2×103kg。我国的这项技术处于国际领先水平,该种浮标可以用于检测海洋中的风速、风向、气温、海流、海水水质等,为我国海洋勘探工作提供准确的数据。(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)浮标在海面上正常工作时,受到的浮力为多少?
(2)浮标工作时,在海面以下0.5m处装有一个水质传感器,则该传感器探测到的海水压强为多少?
(3)如图乙所示,为我国南极科考队释放的一个海洋浮标的工作轨迹图。该浮标历时30天随海水漂流了近400公里,则该浮标工作时移动的平均时速为多少?(保留两位小数)
(4)为了能够保证浮标能够在海面上长时间自主工作,该浮标需要较为持续的能源供给。请根据你所学知识,提出一个可行性较强的能源供给解决方案。