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检索公式【2019最新】中考物理:题型之一有关压强和浮力的综合题

作者:高考题库网
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2020-09-11 03:19
tags:浮力公式

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【2019最新】中考物理:题型之一有关压强和浮力的综合题
第1讲 力学计算
力学计算题是通过物理定律、公式的运用与计算,对题目给的物理量进行数
学运算,得到所需的答案.力学计算题主要包括压强与浮力的综合计算;含有简
单机械的综合计算;有 关机械效率的综合计算题. 从命题形式上看,综合题它往
往借助生产生活中的实物或事件为载体,从不 同的角度挖掘其中所隐含的物理过
程,最后求解出某些相关的问题.
题型之一 有关压强和浮力的综合题
这类计算题往往将密度、固体压强、气体压强及浮力的计算综合交织在一起< br>考查,解答这类题时首先要选出正确的计算公式;二是要正确理解公式中物理量
的意义;最后整体 分析与单独分析相结合.
(2014·重庆B)
如图甲所示,水平旋转的平底柱形容器A
的底面积为
200 cm
2

不吸水的正方体木块
B
重为
5 N
,边长为
10 cm
,静止在容器底部,质量体积忽略的细线
一端固定在容 器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度为
L
=5 cm
,已知水的
33
密度为
1.0×10 kgm
.求:

(1)甲图中,木块对容器底部的压强多大?
(2)问容器
A
中缓慢加水,当细线受到拉力为
1 N
时,停止加水,如图乙所示,此时
木块
B
受到的浮力是多大?
(3)将图乙中与
B
相连的细线剪断,当木块静止时,容器底部受到水的压强是多大?
点拨:
根据木块B的所受的重力和边长,结合固体压强的公式计算出木块对
容器底部的 压强;对木块进行受力分析,列出平衡等式,求出木块在水中受到的
浮力;绳子剪断后,木块在水中处于 漂浮状态,求出此时木块排开水的体积,然
后再求出排开水的高度,进而求出容器底部所受水的压强.< br>













1.(
2013·聊城
)如图甲所示,弹 簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容
器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一
深度处. 如图乙是整个过程中弹簧测力计的示数
F
与圆柱体下降高度
h
变化关系的数据 图
33
像.已知
ρ

=1.0×10 kgm

g

10 Nkg
.求:

- 1 - 7





















(1)圆柱体的重力.
(2)圆柱体浸没时受到的浮力.
(3)圆柱体的密度.
(4)圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强.
2.
(2014·汕尾)
如图所示为某种型号潜水艇,其体积为
5×10 m
(海水密度近似取
1.0×10

kgm


g

10 Nkg
).求:

(1)它在潜入到水下执行任务时所受浮力;






(2)它潜入到水下
200 m
时,它的一个面积为
1.2 m
的舱盖所受海水的压强和压力.





3.(
2013·重庆
)2013年5月 12号是母亲节,小明陪父母一起去商场,想送给母亲节日
礼物,在商场中妈妈看上了既美观又实用的茶几鱼缸,如图甲所示.现将该鱼缸放在水平
地面上,已知鱼缸内的底面积是
0.8 m
,所装水的深度为
0.5 m
.一条质量为
100 g

金鱼悬浮在鱼缸水中,如图乙所示,
g

10 Nkg
.

(1)金鱼受到的浮力是多大?


- 2 - 7


33




(2)水对鱼缸底部的压力是多大?




4.(
2014·玉林
)如图所示,体积为
500 cm
的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中,
细线对木块的拉力为
2 N
,此时水的深度为
20 cm
.(
g

10 Nkg
),求:

(1)水对容器底的压强;




(2)木块受到水的浮力;




(3)木块的密度;




(4)若剪断细线待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,要使剩余木块刚好浸没在
水中,在木块上应加多大的力?





5.(
2014·广安
)如图所示,一个圆柱形容器的底面积是
10 dm
,装入一定量的水.现将
3
一个方木块放入容器中,木块漂浮在水面上,水未溢出,木块浸入水中的体积是
6 dm

33
这时水的深度为
8 dm
.(
g

10 Nkg

ρ

=1.0×10 kgm
)求:

(1)木块受到的浮力是多大?






- 3 - 7
2

(2)放入木块后,容器底部受到水的压力是多大?





6.(
2014·黔西南
)汕昆高速公路“册亨-兴义”其中有一隧道长
4 km
,小汽车以
100 kmh

-23
的速度通过,所用的时间是 多少小时?如果小汽车油箱装满油的容积是
10m
,质量
7.1
kg
,油的密度是多少?如果油的深度是
20 cm
,油对油箱底所产生的压强是多少?











7.(
2014·黄冈)2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”
(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻.其外形与潜艇相似(如图甲所示),相

标准参数为:体积
1 m
、质量
750 kg
,最大潜水深度
4 500 m
,最大航速
7.4 kmh
33
(不考虑海水密度变化,密度
ρ

1.0×10 kgm

g

10 Nkg
).

(1)假设“金枪鱼”上有面积为
20 cm
的探测窗口,当它由海水中
2 000 m
处下潜至
最大潜水深度处,问该探测窗口承受海水的压力增加了多少?









(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时露出海面体积
为多大?






- 4 - 7
2
3




(3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”,由起重装置将其匀速竖直吊离海面.起重装置拉力

功率随时间变化的图像如图乙所示,图中
P
3
=3
P
1
.求
t
1
时刻起重装置对“金枪鱼”的
拉力(不考虑水的阻力).







题型
复习(四) 综合计算题
第1讲力学计算
题型之一 有关压强和浮力的综合题
例1(1)
F=G=
5 N,
S
=0.1 m×0.1 m=0.01 m
2
==500 Pa;
(2)木块B现在在水中受到竖直向上的 浮力和竖直向下的重力、拉力,在这三个力的作用
下处于静止状态,故
F

= G+F

=5 N+1 N=6 N;
(3)据(2)可知
F

=6 N;故此时木块浸入水中的体积是:
F

=
ρ
gV


V

=F< br>浮

ρ
g)
=6 N(1 000 kgm
3
×10 Nkg)=0.000 6 m
3

故此时木块浸入水中的深度是:
h=VS
=0.000 6 m
3
0.01 m
2
=0.06 m=6 cm;
故此时液面的总高度是:
h
=6 cm+5 cm=11 cm;
故此时杯中水的体积是:
V
=0.02 m
2
×0.11 m-0.000 6 m
3
=0.001 6 m
3

将图乙中与< br>B
相连的细线剪断,当木块静止时,木块恰好处于漂浮状态,即此时
F

=
G

=5 N;
V

=
F

(ρ
g
) =5 N(1 000 kgm
3
×10 Nkg)=0.000 5 m
3

故此时水和木块浸入水中的总体积是:
V
=0.001 6 m
3
+0.000 5 m
3
=0.002 1 m
3

所以此时的液体的深度是:
h
=0.002 1 m
3
0.02 m
2
=0.105 m;
故此时容器底部所受的压强是:
p=
ρ
gh
=1 000 kgm
3
×10 Nkg×0.105 m=1 050 Pa.
针对训练
1.(1)由图像可知,当
h
=0时,弹簧测力计示数为12 N,此时圆柱体处于空气中,根据二
力平衡条件可知,
G=F

=12 N;

- 5 - 7
(2)图像中
CD
段是圆柱体完全浸入水中的情 况,此时圆柱体受到的拉力
F=
4 N,
则圆柱体受到的浮力
F

=
G-F
=12 N-4 N=8 N.
(3)圆柱体完全浸入水中时根据
F



gV< br>排
得:
V

=
V

===8×10
-4
m
3

由公式
G=m
g可求出物体的质量
m=
==1.2 kg,
则圆柱体密度
33
ρ

===1.5×10 kgm.
(4)由图像可知,不考虑水面上升,圆柱体在刚浸没时,物体又下降4 cm,则下表面所处
的深度为
h
=4 cm=0.04 m,
33
因此刚浸没时下表面受到的液体压强
p


gh
=1.0×10 kgm×10 Nkg×0.04 m=400 Pa.
33
2.(1)因为潜水艇排开海水的体积等于潜水艇的体积V=5×10 m,所以潜水艇受到的浮力:
F


gV

=1.0×10
3
kgm
3
×10 Nkg×5×10
3
m
3
=5×10
7
N
(2)海水对潜水艇外壳的压强:
p=
ρ
gh
=1.0×10
3
kgm
3
×10 Nkg×200 m=2×10
6
Pa
626
由得,
F=pS
=2×10 Pa×1.2 m=2.4×10 N
3.(1)因为金鱼悬浮,所以它受到的浮力等于总重力:
F=G=mg
=0.1 kg×10 Nkg=1 N;
(2)水对鱼缸底部的压强:
p=
ρ
gh=
1.0×10
3
kgm
3
×10 Nkg×0.5 m=5×10
3
Pa,
水对鱼缸底部的压力:
F=pS
=5×10
3
Pa×0.8 m
2
=4×10
3
N.
4.(1)水对容器底的压强:
p=
ρ

gh
=1.0×10
3
kgm
3
×10 Nkg×20×10
-2
m=2 000 Pa;
(2)根据阿基米德原理得:
F



gV< br>排


gV


333
=1.0×10 kgm×10 Nkg×0.000 5 m=5 N;
(3)此时木块受到三个力的作用,向上的是 浮力,向下的重力和拉力,即
F

=
G+F



G=F

-
F

=5 N-2 N=3 N;
故其质量是
m=
= =0.3 kg;
由密度的计算公式ρ===600 kgm3;
(4)剪刀剪断后
,F′

=
G

=3 N 32-43
此时,
V′

=
F′

(ρ

g)
=3(1.0×10 kgm×10 Nkg)=3×10 m
33-43
切去后,
G′



V

g
= ρ

V′

g
=0.6×10 kgm×3×10 m×10 Nkg=1.8 N
应加的力的大小为:
F′=F′

-
G′

=3 N-1.8 N=1.2 N
3-33
5.(1)因为
V

=
V=
6 dm=6×10 m,
3-33
所以
F



gV

=1 000 kgm×10 Nkg×6×10 m=60 N;
(2)
h
=8 dm=0.8 m,则水对容器底的压强:
p


gh
=1 000 kgm
3
×10 Nkg×0.8 m=8×10
3
Pa.
3-22

F=pS
=8×10 Pa×10×10 m=800 N.
6.(1)由
v=st
得小汽车通过隧道的时间:
t=
==0.04 h;
33
(2)油的密度:ρ===0.71×10 kgm;
(3)油对油箱底所产生的压强:

- 6 - 7
p=
ρ
gh=
0.71×10
3
kgm
3
×9.8 Nkg×0.2 m=1391.6 Pa.
7.(1)海面下2 000 m处的压强:
p
1

gh
1
=1.0×10
3
kgm
3
×10 Nkg×2 000 m=2×10
7
Pa;
下潜至最大潜水深度处压强:
p
2

gh
2
=1.0×10
3
kgm
3
×10 Nkg×4 500 m=4.5×10
7
Pa; 777
增加的压强:Δ
p
=
p
2
-
p
1
=4.5×10 Pa-2×10 Pa=2.5×10 Pa;

F=pS
得探测窗口承受海水的压力增加:
7-424
Δ
F

pS
=2.5×10 Pa×20×10 m=5×10 N.
(2)由于“金枪鱼”搜寻任务完成后,静止漂浮在海面上, 所以有
F

=
G
.
又由
F

= ρ
V

g

G=mg
,得ρ
V

g=mg

V

===0.75 m
3

露出海面体积:
V

=V-V

=1 m
3
-0.75 m
3
=0.25 m
3
.
(3 )由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直吊离海面,所以速度保持不变即
v
1
=v
3
,由
P=Fv


P
1
=
F
1
v
1

P
3
=
F
3
v
3
,又
P
3
=3
P
1
,所以有
F
3
=3
F
1

F
1
=
F3


t
3
时刻“金枪鱼”离开水面,由图像分析知,此时起 重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金
枪鱼”的重力,即
F
3
=
mg< br>
所以
t
1
时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力:
F
1
=
mg
=750 kg×10 Nkg=2 500 N.



- 7 - 7

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