中考物理總復習 微專題二 壓強、浮力的綜合計算試題1
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微專題二 壓強、浮力的綜合計算 【專題概述】 壓強和浮力在以往的考試中計算是很難的,但課標對這方面的要求有所降低.盡管如此,它依舊是考查的重點.縱觀遼寧近年中考不難發(fā)現(xiàn),有關(guān)壓強及浮力的綜合習題有儀器參與型、浮力改變型、懸拉平衡型、圖象分析型、實際應(yīng)用型等. 【方法指導】 計算浮力的基本思路 (1)仔細審題,注意抓住隱含條件的關(guān)鍵詞,如浸入、浸沒、裝滿、未裝滿、溢出、未溢出、漂浮、懸浮、上浮、下沉等. (2)確定研究物體,并對物體進行受力分析(重力、浮力、拉力或壓力等). (3)在受力分析的基礎(chǔ)上,列出關(guān)系式,漂浮或懸浮時F?。紾物;用線吊在液體中時:F?。紾-G示;被強制壓(按)入液體中時,F(xiàn)浮=G+F(F為壓力或拉力),若有幾個物體連接在一起,可以將它們視為一個整體進行研究. (4)把阿基米德原理公式或密度、重力的計算公式代入關(guān)系式,代入已知量解出未知量,這種思維方式不僅對較難題適用,對解較容易的浮力題也適用. 【分類訓練】 一、儀器參與型 1. (2016貴港)如圖所示,一個底面積為100 cm2,質(zhì)量和壁厚均忽略不計的圓柱形溢水杯放在水平地面上,內(nèi)裝960 g液體(液體在圖中未畫出),把一個重量為135 g,密度為0.9 g/cm3的小球輕輕放入溢水杯中,小球靜止后,測得從溢水杯中溢出 50 cm3液體,溢水杯內(nèi)剩余液體和小球的總質(zhì)量為1 055 g(g=10 N/kg)求: (1)放入小球前,溢水杯對水平地面的壓強; (2)小球在溢水杯的液體中靜止時受到的浮力; (3)放入小球后,液體對溢水杯底部的壓強. 解:(1)960 g液體的重力G=mg=0.96 kg10 N/kg=9.6 N,因為容器質(zhì)量忽略不計,所以放入小球前溢水杯對地面的壓力F=G=mg=0.96 kg10 N/kg=9.6 N,所以溢水杯對地面的壓強p===960 Pa (2)放入小球后溢出液體50 cm3 ,溢出液體質(zhì)量m=960 g-(1 055 g-135 g)=40 g, 所以此液體密度ρ===0.8 g/cm3=0.8103 kg/m3,由阿基米德原理F?。溅岩篻V排=0.8103 kg/m310 N/kg5010-6 m3=0.4 N (3)因為小球的密度大于液體的密度,小球沉入液體中,小球排開液體的體積就是小球的體積,所以液體和小球的總體積V=V液+V球=+50 cm3=1 200 cm3,液體的深度h===12 cm,所以液體壓強p=ρgh=0.8103 kg/m310 N/kg0.12 m=960 Pa. 二、浮力改變型 2. (2016聊城A卷)如圖所示,放在水平面上的薄壁圓柱形容器,底面積為25 cm2,彈簧測力計的掛鉤上掛著重為3.9 N的金屬塊,現(xiàn)將金屬塊浸沒水中,容器內(nèi)水面由20 cm上升到22 cm(g=10 N/kg).求: (1)金屬塊未放入水中時(如圖所示),水對容器底的壓強; (2)金屬塊的密度; (3)金屬塊浸沒水中(未接觸容器底)靜止時,彈簧測力計的示數(shù); (4)緩慢勻速提升金屬塊使其上升10 cm,金屬塊始終處于浸沒狀態(tài),你認為此過程中浮力做功嗎?若做功,請計算出浮力做了多少功;若不做功,請說明理由. 解:(1)金屬塊未放入水中時容器底部受到的水的壓強p=ρ水gh1=1.0103 kg/m310 N/kg0.2 m=2103 Pa (2)金屬塊的體積V金=V排=Sh排=S(h2-h(huán)1)=2.510-3 m2(0.22 m-0.20 m)=510-5 m3 金屬塊的質(zhì)量m===0.39 kg 金屬塊的密度ρ===7.8103 kg/m3 (3)金屬塊受到的浮力F?。溅阉甮V排=1.0103 kg/m310 N/kg510-5 m3=0.5 N 彈簧測力計的示數(shù)F示=G-F浮=3.9 N-0.5 N=3.4 N (4)此過程中浮力做功 W=Fs=F浮h3=0.5 N0.1 m=0.05 J 三、懸拉平衡型 3. 科技小組的同學用泡沫塑料和燈泡等物件制作了一個航標燈模型,如圖所示.航標燈A總重4 N,A底部與浮子B用細繩相連.當水位上升時,浮子B下降;水位下降時,浮子B上升,使航標燈A靜止時浸入水中的深度始終保持為5 cm,航標燈A排開水的質(zhì)量為500 g,浮子B重0.5 N(不計繩重和繩與滑輪之間的摩擦).求: (1)A底部受到水的壓強是多大? (2)航標燈靜止時,浮子B的體積應(yīng)為多大?(g取10 N/kg,ρ水=1.0103 kg/m3) 解:(1)A底部受到水的壓強:p=ρgh=1.0103 kg/m310 N/kg0.05 m=500 Pa (2)A受到的浮力F?。紾排=mg=0.5 kg10 N/kg=5 N; A在重力,浮力和拉力作用下保持靜止,則繩子對A的拉力為:F=F?。璆A=5 N-4 N=1 N; B受到繩子的拉力F′=F=1 N; 浮子在重力,浮力和拉力作用下保持靜止,則B受到的浮力為:F浮′=GB+F′=0.5 N+1 N=1.5 N; 根據(jù)F浮=ρgV排可得: 浮子的體積V===1.510-4 m3 四、圖像分析型 4. (2016樂山)如圖甲所示,圓柱形容器中盛有適量水,其內(nèi)底面積為100 cm2.彈簧測力計的下端掛著一個長方體花崗巖石塊,將花崗巖石塊從容器底部開始緩慢向上提起的過程中,彈簧測力計的示數(shù)F與花崗巖石塊下底距容器底部的距離h的關(guān)系如圖乙所示.(g=10 N/kg)求: (1)在花崗巖石塊未露出水面前所受水的浮力大?。? (2)花崗巖的密度; (3)從開始提起到花崗巖石塊完全離開水面,水對容器底部減小的壓強. 解:(1)石塊完全浸沒在水中時,彈簧測力計的示數(shù)為F1=3.6 N;當石塊完全離開水面時,此時彈簧測力計的示數(shù)F2=G=5.6 N,所以花崗巖石塊未露出水面前所受的浮力大小為F?。?G-F1=5.6 N-3.6 N=2 N (2)由阿基米德原理F?。溅阉甮V排得:V排===210-4 m3 因為V物=V排=210-4 m3,由于物體的重力:G石=F2=5.6 N,由G石=ρ石gV石得:ρ石===2.8103 kg/m3 (3)水對容器底部減小的壓力為:ΔF=F?。? N 水對容器底部減小的壓強為: Δp===200 Pa. 五、實際應(yīng)用型 5. (2016甘肅省卷)劉家峽水電站是位于我省黃河上的“高原明珠”,水庫大壩處有各式游船,游客可乘船直達水庫西南端的炳靈寺石窟參觀游覽.(ρ水=1.0103 kg/m3,g=10 N/kg) (1)當水庫水位為140米時,水對壩底的壓強是多大? (2)水庫中有一艘自重為3.0105 N的游船,該游船搭載總質(zhì)量為1 800 kg的30名游客后,船排開水的體積為多少m3? 解:(1)水對壩底的壓強為:p=ρgh=1.0103 kg/m310 N/kg140 m=1.4106 Pa (2)船和游客的總重量為:G=G游客+G船=1 800 kg10 N/kg+3.0105 N=3.18105 N 由于船在水中處于漂浮狀態(tài),所受的浮力和總重力是一對平衡力,所以F浮=3.18105 N 由阿基米德原理可知,船排開水的體積為:V排===31.8 m3. 6. (2015郴州)如圖是一廁所自動沖水裝置,圓柱體浮筒A與閥門C通過桿B連接,浮筒A的質(zhì)量為1 kg,高為0.22 m,B桿長為0.2 m,閥門C的上表面積為25 cm2,B和C的質(zhì)量、厚度、體積及摩擦均忽略不計,當A露出0.02 m時,C恰好被A拉開,實現(xiàn)了自動沖水(g取10 N/kg).求: (1)剛拉開閥門C時,C受到水的壓強和壓力; (2)此時浮筒A受到的浮力; (3)浮筒A的密度. 解:(1)C被A拉開時,浮筒A浸入水的深度為h1=LA-L露=0.22 m-0.02 m=0.2 m,則水深為:h=h1+LB=0.2 m+0.2 m=0.4 m;則水對閥門C的壓強:p=ρgh=1103 kg/m310 N/kg0.4 m=4 000 Pa,由p=得水對蓋片C的壓力:F=pS=4 000 Pa2510-4 m2=10 N (2)重力GA=mAg=1 kg10 N/kg=10 N,對于浮筒A,受到三個力的作用,分別是重力GA、浮力F浮、拉力F,三力的關(guān)系是F浮=GA+F,所以,浮筒A所受浮力:F?。紾A+F=10 N+10 N=20 N (3)由F?。溅阉甐排g得浮筒A浸入水的體積:V浸=V排===210-3 m3,則圓柱體浮筒A的底面積為S===0.01 m2,則圓柱體浮筒A體積為VA=SLA=0.01 m20.22 m=2.210-3 m3,密度ρA==≈455 kg/m3.- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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