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专题07期末必刷计算压轴题36道
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一、计算题
1.如图,一个柱形容器乙放在水平桌面上,高为0.3米,底面积为0.02米2,里面装有0.2米深的水。
(1)求乙容器中水对容器底部的压强;
(2)将物体甲轻轻放入乙容器的水中,要使容器乙对桌面的压强变化量
与水对容器底的压强变化量
之比最小,求出甲物体的密度范围,并计算该最小比值。
【答案】(1)2×103Pa;(2)当
时,最小比值为1
【解析】
解:(1)乙容器中水对容器底的压强
(2)由于容器对桌面的压力等于物体的总重力,容器乙对桌面的压力变化量等于甲的重力;由力的相互作用可知,水对容器底的压力变化量等于水对甲的浮力,在受力面积都等于容器的底面积时,由公式
可知
由
与
之比有最小值,说明物体的重力不可能小于物体受到的浮力,所以当F浮=G甲时,容器乙对桌面的压强变化量
与水对容器底的压强变化量
的比值最小,由物态的沉浮条件可知,当
时,最小比值为1。
答:(1)乙容器中水对容器底部的压强为2×103Pa;
(2)当
时,容器乙对桌面的压强变化量
与水对容器底的压强变化量
的比值最小,最小值为1。
2.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们的重力均为G,甲的边长a为3h,乙的边长b为2h。求:
(1)正方体甲对地面的压强p甲;
(2)正方体甲、乙的密度之比ρ甲:ρ乙;
(3)若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度
后,它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等,请计算截去的厚度
。
【答案】(1)
;(2)
;(3)
【解析】
解:(1)正方体甲对地面的压力
正方体甲对地面的压强
(2)正方体甲的体积
正方体乙的体积
实心均匀的正方体甲、乙的重力均为G,根据
可知质量
则正方体甲、乙的密度之比
(3)若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度
后,它们剩余部分对地面的压强
根据
,我们可得压强
由
,可得
得
答:(1)正方体甲对地面的压强为
;
(2)正方体甲、乙的密度之比为8:27;
(3)截去的厚度为
。
3.如图所示,重为2牛的薄壁柱形容器甲置于水平地面,容器底面积为2
10-2米
。其内部放置物体乙的重力为19.6牛,体积为1
10-1米
。现将体积为3
10-3米
的水倒入容器中,将乙浸没且水不溢出。
(1)求倒入水的质量m水;
(2)求容器对地面的压强p容;
(3)求容器中水对容器底的压力F水。
【答案】(1)3kg;(2)2550Pa;(3)39.2N
【解析】
(1)由
知道,倒入水的质量
(2)甲容器内水的重力
容器对地面的压力
容器对地面的压强
(3)容器内水的深度
水对容器底的强
水对容器底的压力
答:(1)倒入水的质量为3kg;
(2)容器对地面的压强为2550Pa;
(3)容器中水对容器底的压力为39.2N。
4.如图所示,薄壁轻质圆柱形容器甲和正方体乙置于水平地面上。容器甲底面积为1×10﹣2m2,里面盛有0.2m深的水。正方体乙的质量为16kg、边长0.2m。
(1)求乙的密度ρ乙。
(2)求正方体乙对水平地面的压力F乙。
(3)现将一个柱体A浸没在水后,水不溢出。此时水对甲容器底部压强与正方体乙对水平地面压强相等。求柱体A的体积VA。
【答案】(1)
;(2)
;(3)
【解析】
解:(1)乙的密度
(2)正方体乙对水平地面的压力
(3)正方体乙对水平地面压强为
水对甲容器底部压强也为4000Pa,则水的深度为
柱体A的体积VA
答:(1)乙的密度
;
(2)正方体乙对水平地面的压力
;
(3)柱体A的体积为
。
5.如图所示,圆柱体甲和薄壁圆柱形容器乙置于水平地面。甲的重力为10牛,底面积为5×10-3米2。
(1)求甲对地面的压强p甲;
(2)求乙容器内水面下0.2米深处的压强p水;
(3)将甲浸没在乙容器的水中后(无水溢出),若乙容器对地面压强的增加量是水对乙容器底部压强增加量的2.5倍,则求甲的密度ρ甲。
【答案】(1)2×103Pa;(2)1960Pa;(3)2.5×103kg/m3
【解析】
解:(1)甲对地面的压强
(2)乙容器内水面下0.2米深处的压强
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa
(3)设物体的质量为m,则容器对地面压强的增加量
水对容器底部压强的增加量
Δp2=ρ水gΔh=ρ水g
由题知
Δp 1=2.5Δp 2
物体的密度
ρ物甲=
答:(1)甲对地面的压强为2×103Pa;
(2)乙容器内水面下0.2米深处的压强为1960Pa;
(3)甲的密度为2.5×103kg/m3。
6.如图(a),底面为正方形的长方体竖直放置于水平地面上,其密度为1×103千克/米3,高为0.2米,底面面积为0.01米2。
(1)求长方体对水平地面的压强p。
(2)若