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专题09压强与浮力计算难点分析
一、计算题
1.(2021·上海中考真题)“蛟龙号”悬停时,上表面深度为7000米,重力为2.2×105N。
(1)蛟龙号悬停时,求F浮;
(2)蛟龙号的p很大相当于手掌上放一辆7×105牛的卡车,手掌面积为0.01m2,求p的估值;
(3)推论p液=ρ液gh;
(4)已知蛟龙号上表面海水密度随深度增大而增大。设液体压强为p′,海水密度为ρ′,上表面深度为h′,能不能说明p′=ρ′gh′,并说明理由。
【答案】(1)2.2105N;(2)7107Pa;(3)见解析;(4)不能,见解析
【解析】
解:(1)由平衡条件得
(2)由压强公式可得,蛟龙号的压强为
(3)在水中想象一个圆柱形的液体柱,有
(4)不能,因为上表面受到的压力可以相等于上方液体柱的重力,这个重力为ρgV,此处的密度应为上方液体柱的平均密度,而不是上方海水的密度(密度不均)。
答:(1)蛟龙号悬停时,F浮为2.2×105N;
(2)p为7×107Pa;
(3)推论p液=ρ液gh,见解析;
(4)不能,见解析。
2.(2019·上海中考真题)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08米,容器乙中盛有另一种液体。
①若水的质量为2千克,求容器甲中水的体积V水。
②求容器甲中水对容器底部的压强p水。
③现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了196帕,求液体乙的密度ρ液。
【答案】(1)2×10-3m3(2)784Pa(3)0.8×103kg/m3
【解析】
①.容器中甲水的体积为:
V水===2×10-3m3。
②.容器甲中水对容器底部的压强为:
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.08m=784Pa。
③.当容器甲内加水至与容器乙相平时,设此时水深为h1,此时水对容器底部的压强为:
p1=p水+△p=784Pa+196Pa=980Pa;
由p=ρgh可得,此时水的深度为:
h1===0.1m;
由题知,原来容器甲、乙底部所受液体的压强相等,即:
p乙=p水=784Pa;
由p=ρgh可得,液体乙的密度为:
ρ乙===0.8×103kg/m3。
答:①.甲容器中水的体积为2×10-3m3;
②.容器甲中水对容器底部的压强为784Pa;
③.液体乙的密度为0.8×103kg/m3。
3.(2018·上海中考真题)两个相同的薄壁圆柱形容器,一个装有水,另一个装有某种液体,水的质量为5千克.
(1)求水的体积V.
(2)现从两容器中分别抽取相同体积后,水和液体对容器底部的压强关系如下表:
液体对底部的压强
抽出前
抽出后
p水
1960帕
980帕
p液
1960帕
1078帕
求抽出液体前,液体原来的质量.
【答案】(1)5×10﹣3m3;(2)5kg.
【分析】
(1)根据密度公式变形可求水的体积;
(2)根据液体压强公式可求水的深度,根据可得薄壁圆柱形容器的底面积,抽取相同体积前后分别由液体压强公式求液体深度,再根据压强公式可求压力,即重力,根据重力公式求质量.
【解析】
(1)由可得水的体积
(2)由可得抽出前水的深度
由可得抽出后水的深度
薄壁圆柱形容器的底面积
抽取的体积
抽取前后体积深度相差△h=0.1m,由可得抽出前液体的对底面的压力;
薄壁圆柱形容器底面压力等于液体的重力
液体的质量
(解法二)根据抽取之前水和某液体对容器的压强相等并且容器底面积相等,可知压力相等.又因为规则柱形容器内液体对容器底部的压力等于重力,可知液体和水的重力相等,所以质量相等,都是5kg.
答:(1)水的体积V是5×10-3m3;
(2)抽出液体前,液体原来的质量是5kg.
【点睛】
本题考查了学生对液体压强公式、密度公式的掌握和运用,涉及到容器底受到液体压强的变化,要求灵活运用公式分析求解.特别是压强变化量的比值,比较复杂,要进行细心分析判断.
4.(2017·上海中考真题)甲、乙两个薄壁圆柱形容器(容器足够高)置于水平地面上.甲容器底面积为6×10﹣2米2,盛有质量为8千克的水,乙容器盛有深度为0.1米、质量为2千克的水.
(1)求乙容器中水的体积V乙.
(2)求乙容器底部受到水的压强P乙.
(3)现从甲容器中抽取部分水注入乙容器后,甲、乙两容器底部受到水的压力相同,求抽水前后甲容器底部受到水的压强变化量△P甲.
【答案】(1)2×10﹣3m3(2)980Pa(3)490Pa
【分析】
①已知水的质量和密度,两者之比得到其体积;②已知水的密度和深度,可以得到水对容器底的压强;③放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力.薄壁容器质量不考虑,根据两个容器中原来水的质量和质量多少变化后的