2026八年级物理下册素养提升15模型3注水排水模型习题课件新版北师大版

素养提升15压强、浮力的综合计算模型3注水、排水模型能力点1物体注入液体受力分析及计算状态物体刚好漂浮绳刚好被拉直物体刚好被浸没浸没后继续加液体受力分析图相关物理量计算ΔV注液1＝h浸(S容－S物)ΔV注液2＝h绳S容ΔV注液3＝①____________ΔV注液4＝Δh4S容绳拉力F拉＝0N浮力F浮＝ρ液gS物h浸绳拉力F拉＝0N浮力F浮＝ρ液gS物h浸F拉＋G物＝F浮浮力F浮＝ρ液gV物绳拉力F拉＝②___________F拉＋G物＝F浮浮力F浮＝ρ液gV物绳拉力F拉＝ρ液gV物－G物

整个过程中，容器底部受到的液体压强的变化量Δp＝③______________________________Δh3(S容－S物)ρ液gV物－G物ρ液g(Δh1＋Δh2＋Δh3＋Δh4)能力点2物体排出液体受力分析及计算状态物体漂浮时排出液体物体恰好与容器底接触与容器底接触后继续排出液体受力分析图相关物理量计算排液体积ΔV排液1＝Δh1S容ΔV排液2＝Δh2S容ΔV排液3＝④__________浮力F浮＝ρ液gV排＝ρ液gS物h浸F浮＝ρ液gS物h浸F浮＝⑤_________压强整个过程中，容器底部受到的液体压强的变化量Δp＝⑥____________________Δh3(S容－S物)ρ液gS物h′浸ρ液g(Δh1＋Δh2＋Δh3)1.如图甲所示，圆柱形容器内放一个体积为200cm3的长方体，现不断向容器内注入水，并记录水的总体积V和所对应水深度h的关系图像如图乙所示，则下列判断中，正确的是(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)(

)A．长方体的底面积S1为12cm2B．容器的底面积S2为25cm2C．长方体的密度为0.8×103kg/m3D．长方体所受的最大浮力为1.2N【点拨】由图乙可知，容器中水的深度为0～15cm时，增加的深度和体积成正比关系，容器中水的深度为15～21cm时，增加的深度和体积成另一种正比关系，这说明在水的深度为0～15cm段时，长方体没有上浮或者被浸没，水增加的体积跟对应深度的比值为容器底面积与长方体底面积之差，【答案】D返回因为长方体漂浮，所以ρ水V排g＝ρ长V长g，即1.0×103

kg/m3×1.2×10－4m3×10N/kg＝ρ长×200×10－6m3×10N/kg，解得ρ长＝0.6×103kg/m3，故C错误；长方体所受到的最大浮力为F浮＝ρ水V排g＝1.0×103

kg/m3×1.2×10－4m3×10N/kg＝1.2N，故D正确。2.水平桌面上放置一薄壁圆柱形容器，其底面积为300cm2，容器侧面近底部的位置有一个由阀门K控制的出水口，物体A是棱长为10cm的正方体，用体积不计的轻质弹簧悬挂放入水中静止，如图甲所示，此时物体A有十分之一的体积露出水面，弹簧受到的拉力为9N，容器中水深为12cm。打开阀门K，水缓慢流出，当弹簧受到的拉力为12N时剪断弹簧并立即关闭阀门K。轻质弹簧的弹力与长度的关系如图乙所示，以下说法正确的是(ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg)(

)

A．没放水时物体A受到的浮力为2NB．剪断弹簧前，物体A下降高度为2cmC．物体A下落到容器底部稳定后，水对容器底部的压强900PaD．放掉的水的质量为600g此时容器中水面下降高度Δh＝ΔL＋(h1－h2)＝0.01m＋(0.09m－0.06m)＝0.04m，容器中剩余水的体积为容器底面积与剩余水深度的乘积减去物体A浸入水中的体积，即V1＝S(h0－Δh)－V排2＝3×10－2m2×(0.12m－0.04m)－0.6×10－3m3＝1.8×10－3m3，关闭阀门剪断弹簧，由于物体A的密度比水的密度大，物体A沉入容器底部，此时容器内底部到底部向上10cm空间横截面积为容器底面积与物体A底面积的差，【答案】C返回放掉水的体积为放水前水的体积与关闭阀门后水的体积的差，V放＝V0－V1＝2.7×10－3m3－1.8×10－3m3＝0.9×10－3m3，放掉水的质量m水＝ρ水V放＝1×103

kg/m3×0.9×10－3m3＝0.9kg＝900g，故D错误。3．小明同学借助力传感开关为自家太阳能热水器设计向水箱注水的自动控制简易装置。装置示意图如图所示，太阳能热水器水箱储水空间是长方体。考虑既充分利用太阳能又节约用水，小明设计水箱储水最低深度是0.1m，最高深度是0.5m(图中未标注最高和最低水位线)，力传感开关通过细绳在水箱内悬挂一根细长的圆柱形控制棒，当拉力F≥16N时，打开水泵向水箱注水，当拉力F≤8N，关闭水泵停止注水。已知控制棒的重力G＝18N，高为0.6m，不计细绳质量与体积。小明完成设计和安装，自动控制简易装置按照设计正常工作。g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3。(1)控制棒的质量为________kg。1.8(2)控制棒排开水的最小体积为________m3。2×10－4(3)控制棒的密度为________kg/m3。1.5×103返回4.科创社的同学设计并“3D”打印了一艘长方体轮船模型，为了对轮船进行测试，准备了一个薄壁长方体容器置于水平地面，其底面积为1800cm2，装有深度为9cm的水，如图甲所示。轮船的质量为2.2kg，底面积为800cm2，总高度为16cm，如图乙所示。轮船的下部有7个长方体水密隔舱(以便轮船漏水时，相互隔离，确保行船安全)，每个隔舱的内部底面积均为100cm2，高度为10cm；轮船的上部可放置货物，并通过调整货物位置保持轮船不倾斜。忽略液体扰动等次要因素，已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。(1)求容器中水的质量。【解】ρ水＝1.0×103kg/m3＝1g/cm3，容器中水的质量m水＝ρ水V水＝ρ水S容h水＝1.0g/cm3×1800cm2×9cm＝1.62×104g＝16.2kg。(2)科创社设计组的同学从安全角度设想：在轮船满载(最大载重)时，假如有2个隔舱漏满水，稳定后，轮船依然漂浮，浸入水中的深度为14cm，求满载时货物的质量。【解】轮船浸入水中的深度为14cm，h1＝14cm＝0.14m，将整个轮船(包括漏入隔舱内的水)看成整体，所受浮力

F浮1＝ρ水gS船h1＝1.0×103

kg/m3×10N/kg×800×10－4m2×0