2021年华东师大版科学中考一轮复习 第48讲 能量转化综合计算专题

第48讲　能量转化综合计算专题 高效提分作业 1.(2020·杭州)如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为30 cm的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120 N、高20 cm、底面积100 cm2)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。取g=10 N/kg。 (1)计算甲图中金属块对容器底部的压强。 (2)乙图中,向容器内加水至液面高度为10 cm,求金属块对容器底部的压力。(取大气压强p0=1.0×105 Pa) (3)若向甲图中容器内加水,画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像(需标注相应的数据)。 【解析】(1)金属块重120 N,底面积100 cm2,金属块对容器底部的压力等于其重力,F甲=G=120 N,甲图中金属块对容器底部的压强: p1===1.2×104 Pa (2)乙底部用蜡密封,加入水后,乙不受浮力,只受重力和大气压力作用,受到的大气压力: F1=p0S=1.0×105 Pa×100×10-4 m2=1 000 N 则金属块对容器底部的压力: F压=F1+G乙=1 000 N+120 N=1 120 N (3)①金属块重120 N、高20 cm、底面积100 cm2,没有加水时,对容器底部的压力等于120 N; ②若向甲图中容器内加水,在水面从0升高到20 cm的过程中,排开水的体积变大,由阿基米德原理 F浮=ρ水gV排=ρ水gSh,物体受到的浮力逐渐变大,且与h成正比,这个过程中金属块对容器底部的压力:F2=G-ρ水gSh 可知F2为关于h的一次减函数。 ③金属块刚好浸没时,由阿基米德原理求出受到的浮力: F浮'=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m×100×10-4 m2=20 N(小于120 N,金属块不能上浮) 由力的平衡知,金属块对容器底部的压力: F3=120 N-20 N=100 N 至容器装满水的过程中,金属块受到的浮力不变,金属块对容器底部的压力仍为100 N,直至容器装满水(水高为30 cm)。 答案:(1)甲图中金属块对容器底部的压强为1.2×104 Pa; (2)金属块对容器底部的压力为1 120 N; (3)如图所示: 2.(2020·金丽)随着科技的发展,智能机器人不断出现在宾馆