29.中考物理专题17压强、浮力综合计算类题型

1、专题十七浮力压强综合计算落地核心素养【考点梳理】一、计算压强的方法1 .公式p=a1遍适用，p= p gh适用于液体和各种直柱体。 S2 .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=6 F （F表示的物体浸在液体中弹簧测力计示数）。2 .压力差法：F浮=5向上一5向下（用浮力产生的原因求浮力）。3 .阿基米彳惠原理法：F浮=6排或5浮=p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=6物，适用于漂浮或悬浮的自由状态的物体。三.漂浮问题“五规律”：规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它所受的重力；（二力

2、平衡）规律二：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同；（二力平衡）规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；规律四：漂浮物体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；规律五：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o F F浸没 F漂浮【典例赏析】命题点一:利用公式F浮=5下-F上计算1. （2016春?平南县期中）如图所示，将长方体物块 A完全浸没在水中，此时弹簧测力 计的示数为10N,若物块上、下表面所受水的压力分别为 18N和23N,则物 块A的质量是多少kg? （g=10N/kg）【解析】物块A所受的浮力F

3、浮=5下表面-F上表面= 23N-18N= 5N;物块A的重力是 G= F浮+G视= 5N+10Nk 15N=据G= mg得：nn= 1.5kg 。g 10N/kg答：物块A的质量是1.5kg。命题点二：利用公式F浮=6干示计算2. （2020?杨浦区一模）如图所示，重为19.6牛的物块A静止在水中，此时弹簧测力计的示数为4.9牛。求物块A受到的浮力F浮。求物块A的体积V物。【解析】解：（1）该物体A受到的浮力：F浮=6- F= 19.6N-4.9N = 14.7N;（2）根据F浮=p液gV排可得排开水的体积：V排=潭=1.5 X 10 号；P 水. LOX 103kg/iu3X9. 8N/k

4、g由于物体处于浸没状态，则物块 A的体积Y物=7排=1.5X103ml答：物块A受到的浮力F浮=14.7N。一一 一3 3物块A的体积V物=1.5 X 10 m。命题点三：利用公式F浮=p液V排g计算3. （2019?怀化）某容器放在水平桌面上，盛有足量的水。现将体积为1.25 X 10 4m 质量为0.4kg的实心正方体放入水中，正方体不断下沉，直到沉底，如图所示。（已知P 水=1.0 X103kg/m3, g=10N/kg）求：（1）正方体受到的重力的大小；（2）正方体浸没在水中受到的浮力的大小 F浮；（3）容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。【解析解：（1）正方体的重

5、力G= m驴0.4kg x 10N/kg=4N;(2)正方体浸没在水中，V排=V= 1.25 X 10 4m3,则 F浮=p 水gV排=1.0 X103kg/m3x 10N/kgX 1.25 X 10 4m3=1.25N;(3)正方体沉在底部，由于处于静止状态，则受力平衡，即氏N+F浮，所以，N= G F 浮=4N 1.25N=2.75N;由于支持力与压力是一对相互作用力，则可知正方体对容器底部的压力 F= Np= 2.75N, 正方体的边长L=诉=机25X IO"4!? =0.05m，则正方体对容器底部的压强 p=_= 2" I* io3pa。S (0.厕产答：(1)正方

6、体受到的重力的大小为 4N;(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小 F浮=1.25N;(3)容器底部对正方体的支持力的大小为2.75N,正方体对容器底部的压强为1.1x 103Pa。命题点四：处于漂浮或者悬浮状态，利用公式F浮=6物4. (2020?泉州模拟)悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为3200t (g=10N/kg,海水的密度取1X103kg/m3)。求：(1)潜艇所受浮力多大？(2)潜水艇体积是多少？(3)处于水下200m深度处有一个面积为2.4m2的舱盖，求它所受海水的压强和压力 各是多大？【解析】解:(1)根据基米德原理可得：潜艇所受浮力：F 浮=G排=m排g = 3.2 x 1

7、06kg X10N/kg = 3.2 X107N;(2)根据p =令可得，潜艇排开海水的体积：V排=P lX103kg/m33.2 x103m。因为悬浮在海水中的潜艇，所以潜水艇体积 V= V排= 3.2X103m。(3)舱盖受海水的压强：p= p gh=1x 103kg/m3x 10N/kgX200m= 2X 106Pa,由p = 3可得，它所受海水的压力：F= pS= 2 x 106PaX 2.4m2= 4.8 X106NJ,答：(1)潜艇所受浮力为3.2X107N;(2)潜水艇体积是3.2X10303。(3)它所受海水的压强为2X106Pa,压力是4.8 X106N,命题点五：利用公式F

8、浮=6排计算5. (2019?盘锦)如图所示，水平桌面上有一个薄壁溢水杯，底面积是8X 10 30,装满水后水深0.1m,总质量是0.95kg。把一个木块(不吸水)轻轻放入水中，待木块静 止时，从杯中溢出水的质量是0.1kg。求：(水的密度= 1.0 X103kg/m3, g取10N/kg) (1)水对溢水杯底的压力。(2)木块受到的浮力。(3)溢水杯对桌面的压力。【解析】解：(1)水对溢水杯底的压强：p= p gh=1.0 X103kg/m3x 10N/kg x 0.1m= 1000Pa,由p =,可得水对溢水杯底的压力： lJF= pS= 1000PaX 8X 10 3m=8N;(2)由阿

9、基米德原理可得木块所受的浮力：F 浮=6排=m排g = m溢 g = 0.1kg x 10N/kg= 1N；(3)因为木块漂浮在水面上，所以 F浮=6排=6木,所以此时溢水杯对桌面的压力：F= G+G G排=G= mg= 0.95kg x 10N/kg = 9.5N。答：(1)水对溢水杯底的压力为8N;(2)木块受到的浮力为1N;(3)溢水杯对桌面的压力为9.5N。精选习题1. 如图所示，弹簧测力计下面悬挂一个重16 N 的物体，当把物体浸没在水中时，弹簧测力计示数为10 N,此时容器内水的深度为0.3 m（ p水=1.0 X103kg/m3, g=10 N/kg）, 求：（ 1）水对容器底部

10、的压强；（ 2）物体受到水的浮力；（ 3）物体排开水的体积.2. 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3.0X10-2 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。3. 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

11、受盐水的压强为 440 Pa. (g=10 N/kg)求： ( 1)烧杯内盐水的密度； ( 2)烧杯对桌面的压强；(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'J线处，求鸡蛋的重力4 .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 P =1.0 X103 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。5 .需要竖直向上的拉力F= 1.6 x

12、104N.若不计摩擦和滑轮重力，（p水=1.0 x 103kg/m3, g 取 10N/kg）求：（ 1）在没有将石像提出水面前，石像受到的浮力。2）石像的重力。3）石像的密度。I IM6 .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.7 .如图所示，一个底面积为2 m2的圆

13、柱形容器，装有适量的水。现将一个底面积为0.5 m2、体积为5 m3的物体A放入其中，物体A漂浮于水面上。当再给 A物体施加一个竖直 向下的大小不变的力F以后，A物体最终恰好浸没入水中静止，此时容器底部受到的压 强增大了 1 x 104 Pa。则：(1) A物体浸没水中静止时容器底部所受到的压力增大了多少？(2) A浸没入水中时受到的浮力为多少？(3) A物体受到的重力为多少？ ( g取10 N/kg)(4)从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做了多少功?8 . (2018?凉山州)如图所示，用细绳将质量为 200g的木块系住，使木块浸没在水中， 当木块静止时细绳对木块的拉力为 1N,容器

14、底部水的深度为20cmi已知容器底面积 为 40cm2,求：(1)木块受到的浮力；(2)水对容器底部的压力和压强。9 .近期在日本召开了以美欧日等国的“七国峰会”，在会上日本再次无理提出了我国南 海问题.为了捍卫国家主权，我军派满载排水量达67500 t的“辽宁”号航空母舰加强了对南海黄岩岛等岛屿的巡逻，在某次巡逻演习中雷达发现假想敌潜艇在15海里外的水下10 m处潜行，随即投下重量为100 kg的感应式浅水水雷攻击，并成功将敌潜艇击 沉.(g=10 N/kg、水的密度为 1X103 kg/m3)问：(1)航空母舰满载时受到的浮力为多少？(2)敌潜艇受到水的压强有多大？(3)如图为感应式浅水水

15、雷在水中待命时示意图，假设欲使水雷悬浮在水中，需在其 下方用细绳悬挂一个密度为5X 103 kg/m3、质量为31.25 kg的物体，求水雷的密度？(细 纯的体积和质量忽略不计)10.如图甲所示，圆柱形容器中盛有适量水，其内底面积为100 cm2.弹簧测力计的下端挂着一个长方体花岗岩石块，将花岗岩石块从容器底部开始缓慢向上提起的过程中，弹簧测力计的示数F与花岗岩石块下底距容器底部的距离 h的关系如图乙所示.(g=10 N/kg)求：(1)在花岗岩石块未露出水面前所受水的浮力大小；(2)花岗岩的密度；(3)从开始提起到花岗岩石块完全离开水面，水对容器底部减小的压强.11. (2019?连云港)如

16、图甲所示，拉力F通过滑轮组，将正方体金属块从水中匀速拉出 至水面上方一定高度处。图乙是拉力F随时间t变化的关系图象。不计动滑轮的重力、 摩擦及水和空气对金属块的阻力，g=10N/kg,求：(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小；(2)金属块的密度；(3)如果直接将金属块平放在水平地面上，它对地面的压强大小。参考答案1 .【答案】(1)水对容器底的压强是：p= p gh= 1.0 X103 kg/m3x 10 N/kg X0.3 m=3 x 103 Pa(2)物体受到水的浮力是：5浮=5F=16 N-10 N = 6 N(3)由F浮=水gV排得：物体排开水的体积是:V排=F 浮6 NTg =

17、1.0 X103kg/m3x10 N/kg6X 10 4 m3.2 .【答案】(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g = 25 kg X 10 N/kg =250 N,由F浮=p gV排可得气囊排开水的总体积 V排250 N=p 7Kg=1.0 x 103 kg/m3x10 N/kg= 0.025 m3(2)当质量为75 kg的人骑行恰好漂浮时，则受到的浮力 F浮=6总=(m人+m车)g= (75 kg+25 kg) x 10 N/kg = 1 000 N,排开水的体积V排'1 000 Np 水g=1.0 X103 kg/m3x10 N

18、/kg=0.1 m,剩余气囊的总体积v=4X3.0 x 10 2 m3=0.12 m3, 13 V排V,所以该自行车能安全骑行33 .【答案】(1)烧杯内盐水深度h = S=君 =4 cm=0.04 m由p= p gh可得，烧杯内盐水密度p440 Pa= gh=10 N/kg X0.04 m =1.1 x 103 kg/m3(2)烧杯内盐水重力 G=F= pS= 440 PaX50X 10 4 m2 = 2.2 N口 ， FG + & 水 1.2 N +2.2 N3烧杯对桌面的压强 p =飞-=-S = 50x 10 4 m2 =0.68 X 103 Pa = 680 Pa(3)鸡蛋放

19、入盐水中，排开盐水的体积：V排= 250 cm3 200 cm3= 50 cm3F 浮=p 液 gV 排=1.1X103 kg/m3x 10 N/kg x 50X 10 6 m3= 0.55 N因为鸡蛋悬浮，所以6物=5浮= 0.55 N4 .【答案】(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t=15 ss 一10 s = 5 s ,根据 v=,可得，长方体 A 的图度 s = vt = 0.3 m/s X5 s=1.5 m(2)由图乙可知，前10 s钢绳拉力不变，等于物体 A的重力，此时物体在水面以上，所以 拉力与重力是一对平衡力，则 矢F= 3X104 N, 1015

20、s ,钢缆的拉力减小，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F' =1X104 N,所以A完全浸没受到的浮力F浮=6 F' =3X104 N-1X 104 N=2X104 N (3)根据F一一_ 2X104 N- 3 一，一浮=P水gV排可行，A的体积V= V排=不;="103 kg/m3X10 N/kg =2 m ,所以A的目m G3X104 N=V= Vg= 2 m3x 10 N/kg= 1.5 X103 kg/m35 .【解析】解：(1)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，在没有将石像提出水面前，石像受到的浮力：

21、F 浮=p 水 gV排=p 水 gV= 1.0 X 103kg/m3 乂 10N/kg X 2rm= 2 乂 104N;(2)不计摩擦和滑轮重力，动滑轮对石像的拉力：F 拉=2F= 2X1.6 X 104N= 3.2 X104N,石像匀速提升时，受到竖直向上的浮力和绳子的拉力、竖直向下的重力处于平衡状态, 由石像受到的合力为零可得石像的重力：况 F 拉+F浮= 3.2 X104N+2X 104N= 5.2 X104N,(3)由G= mg可得，石像的质量：氏 2M 10, ILON/kg石像的密度:-3= 5.2 X 10kg,.二V 2rn32.6 x 103kg/m3。答：(1)在没有将石像

22、提出水面前，石像受到的浮力为2X104N;4(2)石像的重力为5.2 X10N;(3)石像的密度为2.6 Xl03kg/m3。6 .【答案】(1)物体A受到的浮力：F浮=p水gV排=1.0 X 103 kg/m3X 10 N/kgX200X 106 m3 = 2 N(2)物体A一半浸入水中后，A受到的浮力与A对水的压力是一对相互作用力，它 们大小相等，方向相反.所以水对容器底的压力增加值大小等于浮力， 即AF= F浮=2 N. AF 2 N. 水对烧杯底部压强增加值：A p=-=dc2c4 2 =200 PaS100X10 m(3)物体A一半浸入水中后，烧杯对台秤表面的压力 F=G+ AF=8

23、 N+ 2 N= 10 NF 10 N 烧杯对台秤表面的压强 p = &= dnnv42 = 1 000 Pas 100x 10 m7 .【答案】(1) AF=ApS= 1X104 Pax2 m2=2X104 N(2) F浮=p 水 gV排=p 水gVA= 1.0 义 103 kg/m3X10 N/kg X5 m3= 5X 104 N(3)漂浮时容器底受到水的压力 F总=6水+3,当物体浸没时，容器底受到的压力F总十45=6水+ 3+ F。两式综合可得力 F的大小，F=AF= 2X 104 N,当物体浸没时，G= F 浮一F=5X 104 N-2X104 N = 3X 104 N(4)

24、 A从漂浮到浸没过程中水面上升Ah=Ap 1X104 PaT*g =1.0 X103 kg/m3x 10 N/kg=1 m,A漂浮时V排=3=3 m oF漂浮 3X104 Np 7Kg=1.0 x 103 kg/m 3x 10 N/kg._3Ma5 m 一A的图度 hA=7 = 2=10 m,SA 0.5 mM我3 m 八 . 一 八漂汴时A浸入水中深h浸= =入工2= 6 m, h露=八八一h浸=10 m-6 m=4 m,Sa 0.5 m使A浸没时，力F向下运动距离h=h露一Ah = 4 m- 1 m=3 m,力 F做功 W Fh= 2X104 NX 3 m=6X104 J【解析】(1)由图

25、可知，木块静止在水中，木块受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力，由力的平衡条件可得：F浮 = G+F拉 = mg+F立 = 200X 10 3kg x 10N/kg+1N= 3N;(2)水对容器底部的压强:p= g gh=1.0 X 103kg/m3x 10N/kgX20X 10 2m= 2000Pq水对容器底部的压力：F= pS= 2000PaX 40x 10-4m=8No答：(1)木块受到的浮力为3N;(2)水对容器底部的压力为8N;水对容器底部的压强为2000Pa9.【答案】(1)因为航空母舰漂浮，受到的浮力等于其排开水的重力，所以：F浮=6排= m排g = 67 500 X 103 k

26、g X10 N/kg =6.75 X 108 N(2)敌潜艇受到水的压强是：p= p gh=1.0 X103 kg/m3x 10 N/kg x 10 m= 1X105 Pa(3)将水雷和下面悬挂的物体当作一个整体，水雷悬浮时，它们受到的浮力等于其总 重力，为：F浮=6总=m1甘= (100 kg +31.25 kg) x 10 N/kg = 1 312.5 N它们的总体积是:V= V 排=F浮 _1 312.5 NP 水g= 1.0 x 103 kg/m 3x 10 N/kg3= 0.131 25 m而下面悬挂的物体的体积是：Vi =m 31.25 kgp 1 5 x 103 kg/m33 = 0.006 25 m 3因此水雷的体积是：V2= V-Vi = 0.131 25 m 3 0.006 25 m 3 = 0.125 m3故水雷的密度是：p 2= 黑黑=0.8 x 103 kg/m3V2 0.125 m10.【答案】(1)由图乙可知，当石块完全浸没在水中时，受到弹簧测力计向上的拉力、自身的重力和向上的浮力，此时弹簧测力计的示数为Fi = 3.6 N ;当石块完全离开水面