中考物理 综合计算题 第1讲 力学计算 有关压强和浮力的综合题
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初中物理【压强浮力综合】8道精选题(含答案和解析)一、单项选择题1.为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢水杯接触.则下列四个选项中,判断正确的是().A. 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小.B. 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大.C. 铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力.D. 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理.答案:D.解析:A. 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知水对溢水杯底的压强不变,根据公式F=pS可知水对溢水杯底的压力不变,故A错误.B. 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知水对溢水杯底的压强不变,故B错误.C. 铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块的重力和浮力之差,故C错误.D. 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则说明铝块受到的浮力等于排开的水重,则验证了阿基米德原理,故D正确.故选D.考点:力学——压强——液体的压强.浮力——物体的浮沉条件及应用.2. 两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,下列分析正确的是( ).A. 若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度.B. 若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度.C. 若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量.D. 若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强.答案:C.解析:A. 由题意可知甲和乙的质量相等.由图可知V 甲<V 乙.根据ρ=m v 可知ρ甲>ρ乙.故A 错误.B. 若甲和乙对容器底部的压强相等.由图可知h 甲<h 乙.根据p =ρgh 可知ρ甲> ρ乙.故B 错误.C. 液体压强相等,两容器底面积相等.由p =F S 可知甲、乙对容器底的压力相等,即F 甲=F 乙·····①. 采用割补法(如下图所示),分别把容器两侧半球部分补上同种液体,此时液体为圆柱形.割补后深度不变,液体密度不变,所以液体对容器底的压强不变,又因为容器底面积不变,所以割补前后液体对容器底部的压力不变,且此时液体为圆柱形(液体对容器底的压力等于液体的总重力).所以,F甲=G甲总·····②,F乙=G乙总·····③.两容器完全相同,则补上的液体体积相等,设补充的液体体积为V.由①②③可得:G甲总=G乙总.即m甲g+ρ甲gv=m乙g+ρ乙gv·····④.由B选项可知ρ甲>ρ乙,所以由④式可得m甲−m乙=(ρ乙−ρ甲)V<0.所以m甲<m乙,故C正确.D. 由A选项可知ρ甲>ρ乙,由割补法可知甲对容器底部的压力F甲=m甲g+ρ甲gv.乙对容器底部的压力F乙=m乙g+ρ乙gv,而m甲=m乙,ρ甲>ρ乙,所以F甲>F乙.又因为两容器的底面积相等,所以根据公式p=FS 可知p甲>p乙,故D错误.故选C.考点:力学——压强——液体的压强.3.如图所示,下列现象中不能说明大气压存在的是().A. 用抽气筒从b管向外抽气,瓶内气球会膨大起来.B. 用手指盖住上孔,水就停止流出,手指一松开,水又从下孔流出.C. 将带有玻璃管的空试管加热后,倒插入水中,水会进入试管.D. 往容器中注入水,水静止时,容器各部分中的水面保持相平.答案:D.解析:A. 用抽气筒从b管向外抽气,瓶内的气压减小,气球会在外界大气压的作用下被压大,故A错误.B. 堵上小孔,瓶子里的水由于受到外界气压的作用倒不出来,故B错误.C. 将带有玻璃管的空试管加热后,倒插入水中,试管内的空气会变冷,气压减小,水会在外界大气压的作用下被压入试管,故C错误.D. 连通器里面的水不流动时,水面保持相平,不能证明大气压是存在的,故D正确.故选D.考点:力学——压强——大气压强.二、填空题4.一艘航母的总质量为6.4×104吨,当航母漂浮在水面上时,受到的浮力是N,此时航母排开水的体积为m3(g=10N /kg,ρ=1.0×103kg/m3).答案:(1)6.5×108.(2)6.5×104.解析:(1)航母的重力为:G=mg=6.5×104×103kg×10N/kg=6.5×108N.因为航母漂浮在水面上,所以,航母受到的浮力:F=G=6.5×108N.(2)由F浮=ρ液gV排可得此时航母排开水的体积:V 排=F浮ρ水g= 6.5×108N1×103kg/m3×10N/kg=6.5×104m3.故答案为:6.5×108,6.5×104.考点:力学——浮力——物体的浮沉条件及应用.5.“背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置.某科技小组的同学为测量背漂浸没在水中时的浮力,进行了如下实验:在底部装有定滑轮的圆台形容器中加入适量的水后,再静放在水平台秤上(如图甲),台秤的示数m1为6kg,然后把质地均匀的长方体背漂浸入水中,用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将背漂拉入水中,拉力F的方向始终竖直向上,当背漂的一半体积浸入水中时(如图乙),台秤的示数m2为5kg,当背漂的全部体积浸没在水中时,台秤的示数m3与m2相比变化了2kg,则(不考虑滑轮的摩擦,在整个过程中水始终没有溢出,背漂不吸水、不变形,且未与容器接触,取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).(1)容器、水和滑轮的总重力为N.(2)台秤的示数m3为kg.(3)为确保儿童游泳时的安全,穿上这种背漂的儿童至少把头部露出水面,若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一,儿童的密度取1.08×103kg/m3,则穿着此背漂游泳的儿童体重不能超过kg(结果保留整数).答案:(1)60.(2)3.(3)21.解析:(1)图甲中台秤的示数m1为6kg,即容器、水和滑轮的总质量为6kg.则容器、水和滑轮的总重力:G1=m1g=6kg×10N/kg=60N.故答案为:60.(2)由于台秤的示数显示了物体对其产生的压力,把容器、水、滑轮和背漂看做一个整体,则受竖直向下的总重力G背漂+G1,竖直向上的拉力F拉和支持力F支的作用.如图所示:所以由力的平衡条件可得G背漂+G1=F拉+F支.当背漂的全部体积浸没在水中时,背漂受到的浮力变大,则通过定滑轮的竖直向上的拉力F拉变大,所以支持力减小,即容器对台秤产生的压力变小,台秤的示数减小,故m3<m2.已知m3与m2相比变化了2kg,所以m3=5kg-2kg=3kg.故答案为:3.(3)当背漂的一半体积浸入水中时,台秤的示数m2为5kg,则容器受到的支持力:F 支=F压=G2=m2g=5kg×10N/kg=50N.设背漂的重力为G背漂,体积为V.当背漂的一半体积浸入水中时,以背漂为研究对象,受力情况如图2,根据力的平衡条件可得,绳子的拉力:F1=F浮1−G背漂=ρ水gV排1−G背漂=ρ水g12V−G背漂·····①.把容器、水、滑轮和背漂看做成一个整体,如图1所示,则受竖直向下的总重力G背漂+G1,受竖直向上的拉力F1和支持力F支的作用.由于容器静止,则:G 背漂+G 1=F 1+F 支·····②.①代入②可得:G 背漂+G 1=ρ水g 12V −G 背漂+F 支.代入数据有:G 背漂+60N =ρ水g 12V −G 背漂+50N . 整理可得:2G 背漂=ρ水g 12V −10N ····· ③.当背漂的全部体积浸没在水中时,则容器受到的支持力:F′支=F′压=G 3=m 3g =3kg ×10N/kg =30N .由图2可得,此时的拉力:F 2=F 浮2−G 背漂=ρ水gV 排2−G 背漂=ρ水gV −G 背漂·····④.此时整体受竖直向下的总重力G 背漂+G 1,竖直向上的F 2和支持力F ’支的作用.由于受力平衡,则:G 背漂+G 1=F 2+F′支·····⑤.由④、⑤并代入数据可得:G 背漂+60N =ρ水gV −G 背漂+30N .整理可得:2G 背漂=ρ水gV −30N ·····⑥.联立③⑥解得:V =4×10−3m 3,G 背漂=5N.设儿童的最小质量为m 人,由于儿童和背漂的整体漂浮,所以F 浮总=G 总.即:F 浮人+F 浮背=G 人+G 背漂.则:ρ水g (1−110)V 人+ρ水gV =ρ人gV 人+G 背漂.整理可得: V 人=ρ水gV−G 背漂ρ人g 910ρ水g = 1.0×103kg/m 3×10N/kg×4×10−3m 3−5N 1.08×103kg/m 3×10N/kg×910×1.0×103kg/m 3×10N/kg =1759×10−3m 3.则儿童的最小质量:m 人=ρ人V 人=1.08×103kg/m 3×1759×10−3m 3=21kg 。
精选中考物理: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 cm2,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,已知水的密度为1.0×103 kg/m3.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.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变化关系的数据图像.已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg.求:(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5×103 m 3(海水密度近似取1.0×103kg/m3,g取10 N/kg).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 m2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 m2,所装水的深度为0.5 m.一条质量为100 g的金鱼悬浮在鱼缸水中,如图乙所示,g取10 N/kg.(1)金鱼受到的浮力是多大?(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 cm3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取10 N/kg),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 dm2,装入一定量的水.现将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 dm3,这时水的深度为8 dm.(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:(1)木块受到的浮力是多大?(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 km/h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10-2m3,质量7.1kg,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),相关标准参数为:体积1 m3、质量750 kg,最大潜水深度4 500 m,最大航速7.4 km/h(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg).(1)假设“金枪鱼”上有面积为20 cm2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?(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.起重装置拉力的功率随时间变化的图像如图乙所示,图中P3=3P1.求t1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 m2==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浮=G+F拉=5 N+1 N=6 N;(3)据(2)可知F浮=6 N;故此时木块浸入水中的体积是:F浮=ρgV排,V排=F浮/(ρg) =6 N/(1 000 kg/m3×10 N/kg)=0.000 6 m3;故此时木块浸入水中的深度是:h=V/S=0.000 6 m3/0.01 m2 =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 m2×0.11 m-0.000 6 m3=0.001 6 m3将图乙中与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浮=G物=5 N;V排=F浮/(ρg) =5 N/(1 000 kg/m3×10 N/kg)=0.000 5 m3;故此时水和木块浸入水中的总体积是:V=0.001 6 m3+0.000 5 m3=0.002 1 m3;所以此时的液体的深度是:h=0.002 1 m3/0.02 m2 =0.105 m;故此时容器底部所受的压强是:p=ρgh=1 000 kg/m3×10 N/kg×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拉=12 N;(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浮=G-F=12 N-4 N=8 N.(3)圆柱体完全浸入水中时根据F浮=ρ水gV排得:V物=V排===8×10-4 m3,由公式G=mg可求出物体的质量m===1.2 kg,则圆柱体密度ρ物===1.5×103 kg/m3.(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,因此刚浸没时下表面受到的液体压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m=400 Pa.2.(1)因为潜水艇排开海水的体积等于潜水艇的体积V=5×103 m3,所以潜水艇受到的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×103 m3=5×107 N (2)海水对潜水艇外壳的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×200 m=2×106 Pa由得,F=pS=2×106 Pa×1.2 m2=2.4×106 N3.(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 N/kg=1 N;(2)水对鱼缸底部的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa,水对鱼缸底部的压力:F=pS=5×103 Pa×0.8 m2=4×103 N.4.(1)水对容器底的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-2 m=2 000 Pa;(2)根据阿基米德原理得:F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.000 5 m3=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浮=G+F拉;故G=F浮-F拉=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 kg/m3;(4)剪刀剪断后,F′浮=G木=3 N此时,V′排=F′浮/(ρ水g)=3/(1.0×103 kg/m2×10 N/kg)=3×10-4 m3切去后,G′木=ρ木V木g=ρ木V′排g=0.6×103 kg/m3×3×10-4 m3×10 N/kg=1.8 N应加的力的大小为:F′=F′浮-G′木=3 N-1.8 N=1.2 N5.(1)因为V排=V=6 dm3=6×10-3 m3,所以F浮=ρ水gV排=1 000 kg/m3×10 N/kg×6×10-3 m3=60 N;(2)h=8 dm=0.8 m,则水对容器底的压强:p=ρ水gh=1 000 kg/m3×10 N/kg×0.8 m=8×103 Pa.故F=pS=8×103 Pa×10×10-2 m2=800 N.6.(1)由v=st得小汽车通过隧道的时间:t===0.04 h;(2)油的密度:ρ===0.71×103 kg/m3;(3)油对油箱底所产生的压强:p=ρgh=0.71×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.2 m=1391.6 Pa.7.(1)海面下2 000 m处的压强:p1=ρgh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2 000 m=2×107 Pa;下潜至最大潜水深度处压强:p2=ρgh2=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4 500 m=4.5×107 Pa;增加的压强:Δp=p2-p1=4.5×107 Pa-2×107 Pa=2.5×107 Pa;由F=pS得探测窗口承受海水的压力增加:ΔF=ΔpS=2.5×107 Pa×20×10-4 m2=5×104 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浮=G.又由F浮=ρV排g,G=mg,得ρV排g=mg,V排===0.75 m3露出海面体积:V露=V-V排=1 m3-0.75 m3=0.25 m3.(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v1=v3,由P=Fv,得P1=F1v1,P3=F3v3,又P3=3P1,所以有F3=3F1,F1=F3,在t3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F3=mg所以t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力:F1=mg=750 kg×10 N/kg=2 500 N.。
中考物理总复习《压强、浮力的综合计算》专项训练题(附有答案) 学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________生活背景类1.如图所示为我国生产的一款水陆两栖观光车,它既能在陆地上行驶,又能像船一样在水中航行。
该车的总质量是12t,空载静止在水平地面上时,四个车轮与地面接触的总面积为0.2m2。
求:(1)该车空载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是多少?(2)该车空载(驾驶员质量忽略不计)在水中航行时,受到的浮力是多少?(3)该车在水中以36km/h的速度匀速直线航行5min,此时发动机输出功率为180kW,观光车航行过程中受到的阻力是多少?2.如图为现役某导弹驱逐舰,该舰最大航速54km/h,满载时排水量9000t。
(海水密度约为 1.0×103kg/m3)(1)该驱逐舰以最大航速匀速航行 2h,通过的路程为多少?(2)若声呐探测器在水下10m深处,则声呐探测器所受海水压强为多少?(3)驱逐舰满载时受到海水的浮力是多少?3.如图所示是我国自主研发的一款水陆两栖车,它是一种结合了车与船双重性能的特种车辆,既可以像汽车一样在陆地上行驶,又可以像船一样在水上漂浮行驶.该车在满载时质量为1.5t.(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)(1)该车满载行驶时,所受总重力是多少?(2)该车满载行驶时,车轮与水平地面的总接触面积为0.2m2,对水平地面的压强为多少?(3)当该车满载在水中漂浮行驶时,此时排开水的总体积是多少m3?弹簧测力计、模型类4.一个重力为4N、底面积为50cm2的薄壁长方体容器放在实验室水平桌面上,容器中装有18cm深的水。
小华同学首先用弹簧测力计测出物体的重力为2N,然后将物体慢慢浸没水中如图所示,发现容器内水面上升了2cm。
求:(1)物体的质量;(2)物体受到的浮力;(3)容器对桌面的压强。
2021中考物理压强浮力综合计算题(有答案)上下表面的压力差:称重法:F浮=G- F阿基米德:F浮=ρ液gV排二力平衡法1.如图所示,将个边长为10cm,重6N的正方体木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,(g取10Nkg,ρ水=1.0x103kg/m3)求:(1)木块浸没在水中受到的浮力;(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积。
2.如图1所示,在底面积为0.01m2的容器中有一重物,现利用弹簧测力计将其拉出水面,弹簧测力计的示数随时间变化的图象如图2所示,根据图象信息,计算(1)物体被拉出水面之前受到的浮力; .(2)物体的密度,(g取10N/kg)(3)物体被拉出水面,由于水面降低,容器底受到水的压强减小了多少帕?3.某同学想测量一种液体的密度。
他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里,然后-起缓慢放人盛有水的水槽中。
当容器下表而所处的深度h = 10cm时,容器处于直立漂浮状态,如图a所示。
已知容器的底面积S= 25cm2,(ρ水=1.0x103kg/m3,g取10N/kg.)(1)求水对容器下表面的压强;(2)求容器受到的浮力;(3)从容器中取出100 cm3的液体后,当容器下表面所处的深度h=6.8cm时,容器又处于直立漂浮状态,如图b所示。
求液体的密度。
4.重为200N的方形玻璃槽,底面积为0.4m2,放在水平台面上,向槽中加水至水深0.3m( 已知ρ水=1.0x103kg/m3,g取10N/kg,玻璃槽的侧壁厚度不计)(1)求水对槽底部的压强和槽底对水平台面的压强;(2)将边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5cm,求该物块的密度;(3)用力F垂直向下作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为2cm并保持静止,求此时力F的大小。
5.边长为0. 1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有2/5的体积露出水面,如图甲所示。
2024年中考物理复习专题——浮力和压强的综合计算1.如图所示,盛有水的薄壁杯子静止在水平桌面上(杯壁厚度忽略不计)。
杯子重1N,高(1)通过计算该货车最多能装的沙子质量是多少?(2)货车满载在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍,这段时间内货车牵引力所做的功是多少?求:(1)小明所做的有用功;(2)小明作用在绳上的拉力;(3)若将正方体物块放到图乙所示的水平地面上时,它对地面的压强。
静止置于水平桌面上。
用细线吊着质量为5kg、边长为0.1m的实心正方体A,使其一半体积浸入水中静止,求:(1)没有放入A时,容器底部受到水的压强是多少;11.如图所示,放于水平桌面的容器中装有水,有关尺寸如图所示,其中容器的底面积为0.01m2,容器的质量为500g,容器中的水质量为2kg(水的密度为ρ水=1×103kg/m3),求:(1)A点处水的压强是多大?(2)该容器底部所受到的水的压力是多大?(3)容器对水平桌面的压强是多大?12.体积为5×10-4米3的金属块浸没在水中,求:(1)该金属块排开水的体积V排;(2)该金属块受到的浮力F浮。
13.如图所示,由江南造船厂与大连造船厂共同承建的055型驱逐舰是目前我国最新型的防空导弹驱逐舰。
该导弹驱逐舰满载排水量为1.23×104 t,在海面上以恒定功率做直线运动。
已知ρ海水=1.05×103 kg/m3。
求该驱逐舰:(1)在水下6m处有一面积为200cm2的观察窗口,窗口受到海水的压力大小;(2)满载时在匀速航行的过程中所受浮力的大小;14.云门屯景区位于遵义市新蒲新区三渡镇的国家4A级景区,该景区核心景点之一“天门洞”是乐安江在此穿山而过留下的宽80余米、高100余米的巨型山洞,十分壮观。
为了减少环境污染,江上游船采用电力驱动,如图为一艘电动游船正驶过天门洞。
这种游船满载时,船和人的总质量为2800kg。
(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)(1)该游船满载时,外船底最深处距离水面0.5m,该处所受水的压强;(2)该游船满载时,游船排开水的体积;(3))该游船满载时,在平静的乐安江上以1.5m/s的速度匀速行驶,此时游船所受水的阻力为400N,驱动电机的工作电压为60V,且消耗的电能有80%用来克服水的阻力做功,则此时驱动电机的工作电流。
压强与浮力综合计算题1、如图所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6N,底面积100cm2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为27N的金属块,现将金属块浸没水中,容器内水面由20cm 上升到30cm (g=10N/kg).求:(1)金属块未放入水中时(如图所示),容器底部受到的水的压强:(2)金属块的密度;(3)金属块浸没水中静止后弹簧测力计的示数;(4)金属块浸没水中后(未于底部接触),容器对桌面的压强.2、如图所示,一个重为6牛、容积为V容的圆柱形容器放在水平地面上,容器的底面积S 为2×10-2米2。
①求该容器对水平地面的压强p地面。
②若在该容器中倒入体积为V水的水后,求水面下0.1米深处水的压强p水。
③若将一个体积为V物的金属物块浸没在水中后,讨论水对容器底部压强增加量的变化范围。
(要求:讨论中涉及的物理量均用字母表示)3、如图,密度为0.6×103kg/m3、体积为10-3m3的正方体木块,用一条质量可忽略不计的细绳系住,绳的两端分别系于木块底部中心和容器底部中心。
细绳对木块的最大拉力为3N。
容器内有一定量的水,木块处于漂浮状态,但细绳仍然松软,对木块没有拉力。
容器的底面积为0.03 m2。
求:(1)此时木块受到的浮力?(2)当向容器中注水,直到细绳对木块的拉力达到最大值,在细绳断裂前的一瞬间停止注水,则此时木块浸入水中的体积为多大?4、某教师用“试管爬升”实验验证大气压的存在,其做法如下:取两个直径相差很小的平底试管,将细试管底部插入装满水的粗试管内,再将两试管迅速倒置(保持竖直),会看到细试管慢慢“爬进”粗试管里,如图23所示,细试管能否在粗试管内竖直向上“爬升”,取决于开始时插入粗试管的深度,如果插入过浅细试管就不能自动上升。
若细试管的重为G,外直径为d,水的密度为ρ0,大气压强为p0,请你通过推导计算,回答下列问题:(1)细试管在“爬升”时,受到大气对它竖直向上的压力是多少?(2)细试管开始插入的深度h满足什么条件时,它刚好可以向上“爬升”。
题型复习(四) 综合计算题第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 ,已知水的密度为1.0×103 kg/m 3.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S F p 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.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 像.已知ρ水=1.0×103 kg/m 3,g 取10 N/kg.求:(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5×103 m3(海水密度近似取1.0×103kg/m3,g取10 N/kg).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 m2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 m2,所装水的深度为0.5 m.一条质量为100 g的金鱼悬浮在鱼缸水中,如图乙所示,g取10 N/kg.(1)金鱼受到的浮力是多大?(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 cm3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取10 N/kg),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 dm2,装入一定量的水.现将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 dm3,这时水的深度为8 dm.(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:(1)木块受到的浮力是多大?(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 km/h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10-2m3,质量7.1kg,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),相关标准参数为:体积1 m3、质量750 kg,最大潜水深度4 500 m,最大航速7.4 km/h (不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg).(1)假设“金枪鱼”上有面积为20 cm 2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?(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.起重装置拉力的功率随时间变化的图像如图乙所示,图中P 3=3P 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 S F p =20.01m 5N =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 浮=G+F 拉=5 N+1 N=6 N ;(3)据(2)可知F 浮=6 N ;故此时木块浸入水中的体积是:F 浮=ρgV 排,V 排=F 浮/(ρg ) =6 N/(1 000 kg/m 3×10 N/kg)=0.000 6 m 3;故此时木块浸入水中的深度是:h=V/S =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 浮=G 物=5 N ;V 排=F 浮/(ρg ) =5 N/(1 000 kg/m 3×10 N/kg)=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=ρgh =1 000 kg/m 3×10 N/kg ×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 拉=12 N ;(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 浮=G-F =12 N-4 N=8 N.(3)圆柱体完全浸入水中时根据F 浮=ρ水gV 排得:V 物=V 排=g F 水浮ρ=kg/N 10m /kg 100.1N 833⨯⨯=8×10-4 m 3, 由公式G=m g 可求出物体的质量m=g G =kg/N 10N 12=1.2 kg , 则圆柱体密度ρ物=物物V m =34m108kg 2.1-⨯=1.5×103 kg/m 3. (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 ,因此刚浸没时下表面受到的液体压强p =ρ水gh =1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.04 m=400 Pa.2.(1)因为潜水艇排开海水的体积等于潜水艇的体积V=5×103 m 3,所以潜水艇受到的浮力:F 浮=ρgV 排=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×5×103 m 3=5×107 N(2)海水对潜水艇外壳的压强:p=ρgh =1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×200 m=2×106 Pa由SF p =得,F=pS =2×106 Pa ×1.2 m 2=2.4×106 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 N/kg=1 N ;(2)水对鱼缸底部的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.5 m=5×103 Pa ,水对鱼缸底部的压力:F=pS =5×103 Pa ×0.8 m 2=4×103 N.4.(1)水对容器底的压强:p=ρ水gh =1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×20×10-2 m=2 000 Pa ;(2)根据阿基米德原理得:F 浮=ρ水gV 排=ρ水gV 木=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.000 5 m 3=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 浮=G+F 拉;故G=F 浮-F 拉=5 N-2 N=3 N ;故其质量是m=g G =kg /N 10N 3 =0.3 kg ; 由密度的计算公式ρ=水V m =3m0005.0kg 3.0=600 kg/m3; (4)剪刀剪断后,F ′浮=G 木=3 N此时,V ′排=F ′浮/(ρ水g )=3/(1.0×103 kg/m 2×10 N/kg )=3×10-4 m 3切去后,G ′木=ρ木V 木g =ρ木V ′排g =0.6×103 kg/m 3×3×10-4 m 3×10 N/kg=1.8 N应加的力的大小为:F ′=F ′浮-G ′木=3 N-1.8 N=1.2 N5.(1)因为V 排=V=6 dm 3=6×10-3 m 3,所以F 浮=ρ水gV 排=1 000 kg/m 3×10 N/kg ×6×10-3 m 3=60 N ;(2)h =8 dm=0.8 m ,则水对容器底的压强:p =ρ水gh =1 000 kg/m 3×10 N/kg ×0.8 m=8×103 Pa.故F=pS =8×103 Pa ×10×10-2 m 2=800 N.6.(1)由v=st 得小汽车通过隧道的时间:t=v s =h/km 100km 4=0.04 h ; (2)油的密度:ρ=V m =32-m10kg 1.7=0.71×103 kg/m 3; (3)油对油箱底所产生的压强:p=ρgh=0.71×103 kg/m 3×9.8 N/kg ×0.2 m=1391.6 Pa.7.(1)海面下2 000 m 处的压强:p 1=ρgh 1=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×2 000 m=2×107 Pa ;下潜至最大潜水深度处压强:p 2=ρgh 2=1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×4 500 m=4.5×107 Pa ;增加的压强:Δp =p 2-p 1=4.5×107 Pa-2×107 Pa=2.5×107 Pa ;由F=pS 得探测窗口承受海水的压力增加:ΔF =ΔpS =2.5×107 Pa ×20×10-4 m 2=5×104 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 浮=G .又由F 浮=ρV 排g ,G=mg ,得ρV 排g=mg ,V 排=ρm =33m/kg 101kg 750⨯=0.75 m 3 露出海面体积:V 露=V-V 排=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 ,得P 1=F 1v 1,P 3=F 3v 3,又P 3=3P 1,所以有F 3=3F 1,F 1=31F 3, 在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 所以t 1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力:F 1=31mg =⨯31750 kg ×10 N/kg=2 500 N.。