中考物理總復習 考點跟蹤突破 微專題三 壓強、浮力的綜合計算檢測1

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微專題三　壓強、浮力的綜合計算 壓強、浮力的綜合計算是力學計算中重要的組成部分，是初中物理中的難點之一，也是中考高頻考點之一。 一、計算壓強的方法 1．公式p＝普遍適用，p＝ρgh適用于液體和各種直柱體。 2．對于固體，先求出壓力，再求壓強。 3．對于液體，先求壓強，再求壓力。 二、計算浮力的方法 1．稱重法：F?。紾－F(F表示的物體浸在液體中彈簧測力計示數(shù))。 2．壓力差法：F浮＝F向上－F向下(用浮力產(chǎn)生的原因求浮力)。 3．阿基米德原理法：F?。紾排或F?。溅岩篤排g(知道物體排開液體的質量或體積時常用)。 4．平衡法：F?。紾物，適用于漂浮或懸浮的自由狀態(tài)的物體。 三、計算的基本思路 1．仔細審題，注意抓住隱含條件的關鍵詞，如浸入、浸沒、裝滿、未裝滿、溢出、未溢出、漂浮、懸浮、上浮、下沉的含義。 2．確定研究物體，并對物體進行受力分析(重力、浮力、拉力或壓力等)。 3．在受力分析的基礎上，列出關系式，漂浮或懸浮時F浮＝G物；用線吊在液體中時：F?。紾－G示；被強制壓(按)入液體中時，F(xiàn)?。紾＋F(F為壓力或拉力)，若有幾個物體連接在一起，可以將它們視為一個整體進行研究。 4．把阿基米德原理公式或密度、重力的計算公式代入關系式，代入已知量解出未知量。 四、漂浮問題“四規(guī)律”(歷年中考頻率較高) 規(guī)律一：同一物體漂浮在不同液體里，所受浮力相同。 規(guī)律二：同一物體漂浮在不同液體里，在密度大的液體里浸入的體積小。 規(guī)律三：漂浮物浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾。 規(guī)律四：將漂浮物體全部浸入液體里，需加的豎直向下的外力等于液體對物體增大的浮力。 1．(2016，咸陽市模擬)如圖所示，放在水平面上裝滿水的一溢水杯，水深為20 cm。彈簧測力計掛著重為10 N的物塊?，F(xiàn)將物塊浸沒在裝滿水的溢水杯中，靜止后溢出水的質量為0.4 kg(g取10 N/kg)。求： (1)彈簧測力計的示數(shù)。 (2)物體的密度。(導學號　40722075) 解：(1)物塊受到浮力F?。紾排＝m排g＝0.4 kg10 N/kg＝4 N，彈簧測力計讀數(shù)F＝G－F浮＝10 N－4 N＝6 N　(2)F浮＝G排＝ρ水gV排＝ρ水gV物可得物塊的體積V＝V排＝＝＝410－4 m3，物塊的質量m＝＝＝1 kg，物塊的密度ρ＝＝＝2.5103 kg/m3 2．(2016，常州)如圖所示是湖南師范大學學生發(fā)明的水上自行車，車下固定5個充滿氣的氣囊，每個氣囊的體積均為3.010－2 m3，已知該水上自行車的總質量為25 kg，不計車輪浸入水中的體積。(g取10 N/ kg) (1)當自行車停放在水面上沒人騎行時，氣囊排開水的總體積為多少？ (2)當質量為75 kg的人騎行時，固定在正中間的1個氣囊破裂，該自行車是否還能安全騎行？請通過計算說明。(導學號　40722076) 解：(1)當自行車停放在水面上沒人騎行時處于漂浮狀態(tài)，則自行車受到的浮力F浮＝G車＝m車g＝25 kg10 N/kg＝250 N，由F?。溅裧V排可得氣囊排開水的總體積V排＝＝＝0.025 m3　(2)當質量為75 kg的人騎行恰好漂浮時，則受到的浮力F浮′＝G總＝(m人＋m車)g＝(75 kg＋25 kg)10 N/kg＝1 000 N，排開水的體積V排′＝＝＝0.1 m3，剩余氣囊的總體積V＝43.010－2 m3＝0.12 m3，因V排＜V，所以該自行車能安全騎行 3．(2015，眉山)如圖所示，有一種圓柱形薄壁燒杯，它的底面積為50 cm2，燒杯自重1.2 N，置于水平桌面上，在燒杯內(nèi)倒入200 mL的鹽水時，杯底所受鹽水的壓強為440 Pa。(g＝10 N/kg)求： (1)燒杯內(nèi)鹽水的密度。 (2)燒杯對桌面的壓強。 (3)如圖乙所示，把一個雞蛋輕輕放入鹽水中，雞蛋剛好懸浮，液面上升到250 mL刻線處，求雞蛋的重力。(導學號　40722077) 解：(1)由題意，根據(jù)V＝Sh，燒杯鹽水深度h＝＝＝4 cm＝0.04 m，根據(jù)p＝ρgh，鹽水密度為ρ＝＝＝1.1103 kg/m3　(2)燒杯為圓柱形且置于水平桌面上，鹽水對燒杯底部壓力等于鹽水重力，由p＝得鹽水重力G＝F＝pS＝440 Pa5010－4 m2＝2.2 N，燒杯對桌面的壓強p′＝＝＝＝680 Pa　(3)由圖乙雞蛋放入鹽水中排開鹽水的體積V排＝250 cm3－200 cm3＝50 cm3，雞蛋剛好懸浮，所以G重＝F?。溅裧V排＝1.1103 kg/m310 N/kg5010－6 m3＝0.55 N 4．(2016，揭陽)圖甲是修建碼頭時用鋼纜繩拉著實心長方體A沿豎直方向以0.3 m/s的速度勻速下降的情景。圖乙是A下降到水底之前鋼纜繩對A的拉力F隨時間t變化的圖象(水的密度為ρ＝1.0103 kg/m3，g取10 N/ kg)。求：(導學號　40722078) (1)長方體A的高度。 (2)長方體A浸沒在水中后受到的浮力。 (3)長方體A的密度。 解：(1)由圖乙可知，長方體A從下底面接觸水面到剛好浸沒所用的時間t＝15 s－10 s＝5 s，根據(jù)v＝可得，長方體A的高度s＝vt＝0.3 m/s5 s＝1.5 m　(2)由圖乙可知，前10 s鋼繩拉力不變，等于物體A的重力，此時物體在水面以上，所以拉力與重力是一對平衡力，則G＝F＝3104 N，10～15 s，鋼繩的拉力減小，是物體A從與水面接觸到剛好完全浸沒，由圖可知，當A完全浸入水中時，拉力F′＝1104 N，所以A完全浸沒受到的浮力F?。紾－F′＝3104 N－1104 N＝2104 N　(3)根據(jù)F浮＝ρ水gV排可得，A的體積V＝V排＝＝＝2 m3，所以A的密度ρ＝＝＝＝1.5103 kg/m3 5．(2016，新城區(qū)模擬)如圖所示，一個底面積為2 m2的圓柱形容器，裝有適量的水。現(xiàn)將一個底面積為0.5 m2、體積為5 m3的物體A放入其中，物體A漂浮于水面上。當再給A物體施加一個豎直向下的大小不變的力F以后，A物體最終恰好浸沒入水中靜止，此時容器底部受到的壓強增大了1104 Pa。則： (1)A物體浸沒水中靜止時容器底部所受到的壓力增大了多少？ (2)A浸沒入水中時受到的浮力為多少？ (3)A物體受到的重力為多少？(g取10 N/kg) (4)從A物體漂浮水面到浸沒水中靜止過程中力F做了多少功？(導學號　40722079) 解：(1)ΔF＝ΔpS＝1104 Pa2 m2＝2104 N　(2)F浮＝ρ水gV排＝ρ水gVA＝1.0103 kg/m310 N/kg5 m3＝5104 N　(3)漂浮時容器底受到水的壓力F總＝G水＋GA，當物體浸沒時，容器底受到的壓力F總＋ΔF＝G水＋GA＋F。兩式綜合可得力F的大小，F(xiàn)＝ΔF＝2104 N，當物體浸沒時，G＝F?。璅＝5104 N－2104 N＝3104 N　(4)A從漂浮到浸沒過程中水面上升Δh＝＝＝1 m，A漂浮時V排＝＝＝3 m3。A的高度hA＝＝＝10 m，漂浮時A浸入水中深h浸＝＝＝6 m，h露＝hA－h(huán)浸＝10 m－6 m＝4 m，使A浸沒時，力F向下運動距離h＝h露－Δh＝4 m－1 m＝3 m，力F做功W＝Fh＝2104 N3 m＝6104 J 6．(2016，隨州)如圖所示，兩根完全相同的輕細彈簧，原長均為L0＝20 cm，甲圖中長方體木塊被彈簧拉著浸沒在水中，乙圖中長方體石塊被彈簧拉著浸沒在水中。木塊和石塊體積相同，木塊和石塊靜止時兩彈簧長度均為L＝30 cm。已知，木塊重力G木＝10 N，水和木塊密度關系ρ水＝2ρ木，ρ水＝1103 kg/m3。(忽略彈簧所受浮力)(導學號　40722080) (1)求甲圖中木塊所受浮力。 (2)若彈簧的彈力滿足規(guī)律：F＝k(L－L0)，求k值(包括數(shù)值和單位)。 (3)求石塊的密度。 解：(1)木塊重G木＝ρ木gV木，木塊浸沒受浮力F?。溅阉甮V木，又ρ水＝2ρ木，三式綜合可得F浮＝2G木＝210 N＝20 N　(2)甲圖中，有F彈＋G木＝F浮，則F彈＝F?。璆木＝20 N－10 N＝10 N，由F彈＝k(L－L0)得：10 N＝k(30 cm－20 cm)，k＝1 N/cm　(3)乙圖中：F彈＋F′?。紾石，因為V木＝V石＝V排水，有F′?。紽?。?0 N，G石＝F彈＋F′?。?0 N＋20 N＝30 N，又G石＝ρ石gV石，V石＝，兩式聯(lián)解得ρ石＝1.5ρ水＝1.5103 kg/m3