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微专题二 密度、压强、浮力的综合分析与计算
解答此类问题的基本思路
(1)确定研究对象及其状态,并对它进行受力分析。
(2)在受力分析的基础上列出力的关系式,这是浮力与重力、拉力、压力之间联系的桥梁,也是解题的关键。
(3)根据已知条件,利用浮力、密度、重力、压强等的计算公式进行计算。
类型1 密度、压强、浮力的综合分析)
(2020·东营)某同学将一支自制的简易密度计放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止后的情形如图所示,两液面相平。下列判断正确的是( )
A.密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
B.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
C.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大
D.甲液体的密度比乙液体的密度大
【思路点拨】
(1)由图可知,密度计放在甲、乙液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力,从而可以判断受到浮力的大小关系。
(2)从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,
再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系,根据p=ρgh判断出液体对容器底部压强的关系。
(3)密度计是用来测量液体密度的测量仪器,根据题中信息可知,液体的密度越大,排开液体的体积越小,从而判断密度计刻度的特点。
类型2 密度、压强、浮力的综合计算
(2020·威海)用密度为0.4×103 kg/m3的泡沫制作长2 m、宽1.5 m、厚20 cm的长方体简易浮桥,浮桥在河水中的最大承重为__________kg(ρ河=1×103 kg/m3,g取10 N/kg);此浮桥空载时分别平放到海水和河水中,下表面受到的压强分别为p海和p河,则p海________(选填“>”“<”或“=”)p河。
【思路点拨】
(1)先求出泡沫的体积,利用ρ=求浮桥在河水中的最大承载质量。
求泡沫的质量,再利用G=mg求其重力,利用阿基米德原理求浮桥受到的最大浮力,浮桥在河水中的最大承重等于最大浮力减去浮桥的自重,再利用m=
(2)此浮桥空载时分别平放到海水和河水中,受到的浮力相等,都等于浮桥的重力;由于F浮=F下表面-F上表面=F下表面=G,可知浮桥下表面受到的压力相等,由p=可知下表面受到的压强相等。
类型1 密度、压强、浮力的综合分析)
考法❶ 不同物体在相同液体中
1.(2019·淄博)把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1(如图甲);用细针将该木块全部压入水中,溢出水的总体积为V2(如图乙),忽略细针体积。则( )
A.木块的质量为ρ水V2
B.缓慢下压木块的过程中,溢水杯底部受到水的压强变大
C.木块全部压入水中静止时,细针对木块的压力为ρ水gV2
D.木块的密度为ρ水
2.(2020·烟台)三个完全相同的烧杯,分别装有相同体积的甲、乙丙三种不同液体,将烧杯放在同一个水槽中,静止时如图所示,则下列说法正确的是( )
A.三个烧杯所受浮力相等
B.乙液体的密度最大
C.丙液体的密度比水的大
D.三种液体的密度相等
考法❷ 同种物体在不同液体中
3.(2020·乐山)如图所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中小球受到的浮力大
B.乙烧杯中小球排开液体的质量大
C.甲烧杯中液体的密度大
D.乙烧杯底部受到液体的压强大
4.(2020·南充)水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积均相同的容器,分别装有密度不同的液体,将两个完全相同的小球放入容器中,静止时两容器中液面高度相同,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
B.甲容器中小球受到的浮力大于乙容器中小球受到的浮力
C.甲容器底部受到液体的压力大于乙容器底部受到液体的压力
D.甲容器对桌面的压力一定大于乙容器对桌面的压力
考法❸ 不同物体在不同液体中
5.(2020·本溪改编)水平桌面上的甲、乙两个相同容器内分别装有水和盐水,小民将一个放了很久的小鸡蛋a放在水中,发现a漂浮,他又找来了一个新鲜的大鸡蛋b放在盐水中,b却沉在杯底,如图所示,此时水和盐水的液面相平。下列说法正确的是( )
A.水对杯底的压强大于盐水对杯底的压强
B.小鸡蛋a的密度等于大鸡蛋b的密度
C.水对a的浮力大于盐水对b的浮力
D.甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
类型2 密度、压强、浮力的综合计算
6.(2020·武汉)一个质量分布均匀的正方体物块,边长是10 cm,密度是0.8×103 kg/m3,漂浮在液面上,露出液面的体积占物块体积的。用手缓慢下压物块,如图所示,当物块上表面与液面刚好相平时,下列说法错误的是( )
A.液体的密度是1.2×103 kg/m3
B.手对物块上表面的压力大小是2 N