中考物理 微专题三 压强、浮力的综合计算复习试题

1 微专题三微专题三 压强、浮力的综合计算压强、浮力的综合计算 压强、浮力是力学计算中重要的组成部分，是初中物理中的难点之一，也是中考高频考点之 一 一、计算压强的方法 (1)公式p 普遍适用，pgh适用于液体和各种水平面上的直柱体 F S (2)对于固体，先求出压力，再求压强 (3)对于液体，先求压强，再求压力 二、计算浮力的方法 (1)称重法：F浮GF(F表示物体浸在液体中时弹簧测力计示数) (2)压力差法：F浮F向上F向下(用浮力产生的原因求浮力) (3)阿基米德原理法：F浮G排或F浮液V排g(知道物体排开液体的质量或体积时常用) (4)平衡法：F浮G物，适用于漂浮或悬浮的自由状态的物体 三、漂浮问题“四规律”(历年中考频率较高) 规律一：同一物体漂浮在不同液体里，所受浮力相同 规律二：同一物体漂浮在不同液体里，在密度大的液体里浸入的体积小 规律三：漂浮物浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几 规律四：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力 类型一 压强计算 1 1(2016，上海)如图所示，圆柱形容器A和均匀圆柱体B置于水平地面上，A中盛有体积为 6103 m3的水，B受到的重力为 250 N，B的底面积为 5102 m2. (1)求A中水的质量 (2)求B对水平地面的压强 2 (3)现沿水平方向在圆柱体B上截去一定的厚度，B剩余部分的高度与容器A中水的深度之比 hBh水为 23，且B剩余部分对水平地面的压强等于水对容器A底部的压强，求B的密度B. (1)A中水的质量m水水V水1103 kg/m36103 m36 kg (2)B对水平地面的压力 FBGB250 N，B对水平地面的压强pB5000 Pa (3)剩余部分对地面的压 FB SB 250 N 5 102 m2 强pBBghB，水对容器底的压强p水水gh水，hB：h水2：3，因为 FB SB BSBghB SB B剩余部分对水平地面的压强等于水对容器A底部的压强，所以BghB水gh水，B h水 hB 水水 1103 kg/m31.5103 kg/m3 3 2 3 2 类型二 浮力计算 2 2(2016，常州)如图所示是湖南师范大学学生发明的水上自行车，车下固定 5 个充满气的气 囊，每个气囊的体积均为 3.0102 m3，已知该水上自行车的总质量为 25 kg，不计车轮浸入水中的体积(g取 10 N/ kg) (1)当自行车停放在水面上没人骑行时，气囊排开水的总体积为多少？ (2)当质量为 75 kg 的人骑行时，固定在正中间的 1 个气囊破裂，该自 行车是否还能安全骑行？请通过计算说明 (1)当自行车停放在水面上没人骑行时处于漂浮状态，则自行车受到的浮力F浮G车m车 g25 kg10 N/kg250 N，由F浮gV排可得气囊排开水的总体积V排 F浮 水g 0.025 m3 (2)当质量为 75 kg 的人骑行恰好漂浮时，则受到的浮 250 N 1.0 103 kg/m3 10 N/kg 力F浮G总(m人m车)g(75 kg25 kg)10 N/kg1000 N，排开水的体积V排 F浮 水g 0.1 m3，剩余气囊的总体积V43.0102 m30.12 m3，因V 1000 N 1.0 103 kg/m3 10 N/kg 排V，所以该自行车能安全骑行 类型三 综合计算 3 3(2015，眉山)如图甲所示，有一种圆柱形薄壁烧杯，它的底面积为 50 cm2，烧杯自重 1.2 N，置于水平桌面上，在烧杯内倒入 200 mL 的盐水时，杯底 所受盐水的压强为 440 Pa.(g取 10 N/ kg)求： (1)烧杯内盐水的密度 (2)烧杯对桌面的压强 3 (3)如图乙所示，把一个鸡蛋轻轻放入盐水中，鸡蛋刚好悬浮，液面上升到 250 mL 刻线处，求 鸡蛋的重力 (1)根据VSh，烧杯内盐水深度h 4 cm0.04 m，根据pgh，盐水密度为 V S 200 cm3 50 cm2 1.1103 kg/m3 (2)烧杯为圆柱形且置于水平桌面上，盐水对烧杯 p gh 440 Pa 10 N/kg 0.04 m 底部压力等于盐水重力，由p 得盐水重力G盐水FpS440 Pa50104 m22.2 N，烧杯对 F S 桌面的压强p680 Pa (3)由图鸡蛋放入盐水中排开盐水 F S G杯G盐水 S 1.2 N2.2 N 50 104 m2 的体积V排250 cm3200 cm350 cm3，鸡蛋刚好悬浮，所以G蛋F浮gV排1.1103 kg/m310 N/kg50106 m30.55 N 4 4(2016，鄂州)如图所示，台秤上放置一个装有适量水的烧杯，已知 烧杯和水的总质量为 800 g，杯的底面积为 100 cm2，现将一个 质量为 600 g，体积为 400 cm3的实心物体A用细线吊着，然后将其一半浸入烧杯的水 中(烧杯厚度不计，水未溢出)求： (1)物体A所受到的浮力 (2)物体A一半浸入水中后，水对烧杯底部压强增大了多少？ (3)物体A一半浸入水中后，烧杯对台秤表面的压强 (1)物体A的一半浸入水中时受到的浮力F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg 400106 m32 N (2)由力的作用是相互的，水对A有向上的浮力，物体A对水有向 1 2 下压力，所以水对烧杯底部增大的压力FF浮2 N，所以水对烧杯底部增大的压强p F S 200 Pa (3)烧杯对台秤的压力等于烧杯和水的重力、物体A对水向下的作用力 2 N 100 104 m2 之和，即FG杯和水F浮8 N2 N10 N，烧杯对台秤的压强p 1000 F S 10 N 100 10 4 m2 Pa 5 5(2016，甘肃一模)某同学学习了浮力的有关知识后，制作了一台浮力秤，用它可方便地称 量物体的质量，其构造如图所示已知小筒底面积为 10 cm2，高度为 20 cm，托盘中不放物体时，小筒浸入水中的深度为 8 cm，问：(g取 10 N/kg) (1)当水面平齐浮力秤的零刻线A时，小筒和托盘的总重力是多大？ (2)该秤能称出物体的最大质量是多少千克？ (3)该班另外一名同学认为该秤能称出的物体的最大质量太小，请你提出一条改进建议 4 (1)当托盘中不放物体，即水面平齐浮力秤的零刻度线A时，V排ShA10 cm28 cm80 cm38105m3，F浮水V排g1103 kg/m310 N/kg8105 m30.8 N，因为浮力秤漂浮， 则GF浮0.8 N (2)这台浮力秤最大V排Sh10 cm220 cm200 cm32104 m3，最大浮 力F浮水V排g1103 kg/m32104 m310 N/kg2 N，因为浮力秤漂浮，则GF浮 2 N，m0.2 kg，该秤能称出物体的最大质量m最大0.2 kg0.08 kg0.12 G g 2 N 10 N/kg kg (3)由阿基米德原理和漂浮条件F浮G排液V排gG秤G物可 知：要使能称出物体的质量 变大，就要增大浮力，所以可以增大排开的液体体积或增大液体的密度 6 6(2016，揭阳)图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以 0.3 m/s 的速度 匀速下降的情景图乙是A下降到水底之前钢缆绳 对A的拉力F随时间t变化的图象(水的密度为 1.0103 kg/m3，g取 10 N/ kg)求： (1)长方体A的高度 (2)长方体A浸没在水中后受到的浮力 (3)长方体A的密度 (1)由图乙可知，长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间t15 s10 s5 s，根 据v 可得，长方体A的高度svt0.3 m/s5 s1.5 m (2)由图乙可知，前 10 s 钢绳拉力 s t 不变，等于物体A的重力，GF3104 N，1015 s，钢绳的拉力减小，是物体A从与水面接触 到刚好完全浸没，由图可知，当A完全浸入水中时，拉力F1104 N，所以A完全浸没受到的 浮力F浮GF3104 N1104 N2104 N (3)根据F浮水gV排可得，A的体积VV 排 2 m3，所以A的密度 F浮 水g 2 104 N 1 103 kg/m3 10 N/kg 1.5103 kg/m3 m V G Vg 3 104 N 2 m3 10 N/kg 7 7(2015，广安)新农村建设让农村面貌焕然一新许多楼房顶部装有自动供水水箱，箱体重 1520 N，与水平楼顶接触面积为 1.5 m2.为了控制进水量，在水箱顶部安装压力传感器，如图所示， A物体通过细线与压力传感器相连接，压力传感器相当于拉线开关，A的密 度是 2.5103 kg/m3，A重为 25 N当压力传感器受到竖直向下的拉 力等于 25 N 时闭合，电动水泵向水箱注水；当拉力等于 15 N 时断开， 电动水泵停止向水箱注水 (1)求未装水时整个水箱对楼顶的压强是多少？(压力传感器及连接线质量不计，g取 10 N/ kg) 5 (2)通过计算说明当水面与A上表面相平时，电动水泵能否停止注水？(g取 10 N/ kg，连接线 体积不计) (1)未装水时整个水箱对楼顶的压力FG1520 N25 N1545 N，则p 1030 F S 1545 N 1.5 m2 Pa (2)A的质量m 2.5