16微专题五 压强与浮力的综合计算(二) ——加水与放水＋绳拉模型(PPT)-2022重庆中考物理【智乐星中考·命题研究】精讲本

精讲本 2022 重庆 物理 1 微专题五　压强与浮力的综合计算(二) 如图所示，一圆柱形容器底面积为4×10－2 m2，重为10 N，把 它放在水平桌面上。容器内放置一边长为0.1 m，密度为0.6×103 kg/m3 的正方体木块。(g取10 N/kg)求： 命题研究 (1)桌面受到的压强是多少？ (2)向容器内慢慢注水，恰好使木块对容器底的压力为零，此时木块下底 面受到的压强多大？容器内水深多少？ (3)向容器内慢慢注水1.2 kg时，木块对容器底部的压强是多少？ 思路点拨：(1)先根据体积公式和密度的变形公式求出木块的质量，然后 根据G＝mg求出木块的总重力，再进一步求出容器和木块的总重力，最后 根据p＝ 求出桌面受到的压强； 命题研究 (2)木块对容器底压力刚好为零时，木块受到的浮力和自身的重力相等， 根据F浮＝ρ水gV排＝ρ水gS木h浸入表示出浮力，根据G木＝m木g＝ρ木V木g＝ ρ木S木h木g表示出受到的重力，联立等式即可求出木块浸入水中的深度 即可求出容器内水的深度，根据p＝ρgh求出木块下底面受到的压强。 (3)当注水1.2 kg时，先判断木块的状态为沉底，根据水的质量计算水的 深度，对木块进行受力分析，计算出木块对容器底的压力，根据压强公式 计算木块对容器底部的压强。 命题研究 命题研究 5 命题研究 6 命题研究 7 跟踪练1：如图甲所示，左上方装有电子阀门的柱形容器放在水平桌面 上，容器底部放有一个密度很大的圆柱形铁块(非紧密接触)，控制阀门， 使容器中相同时间内流入的水量相等，注水直至图乙所示状态。下列几个 选项分别表示：容器对桌面的压强p1、水对容器底压强p2、铁块受到的浮 力F1和水对容器底部的压力F2随时间t变化趋势的关系图线，其中可能正 确的是( ) C 命题研究 跟踪练2：如图所示，一个底面积为400 cm2的质量不计的圆柱形容器，现 有底面积为100 cm2，高为15 cm的长方体木块竖直放在容器中，木块的密 度为0.6 g/cm3，当向容器中注入3 500 mL水时，则容器对水平桌面的压 强为_______Pa，水对容器底的压强为_______Pa。(此过程中水未溢出容器) 1 100　 1 100 命题研究 跟踪练3：柱状容器内放入一个体积大小为2 000 cm3的圆柱状物体，现不断向容器内注入水，并记录水的总体积V和所对应的深度h，如表所示。求： V(cm3) 100 300 500 h(cm) 1 3 5 V(cm3) 800 1 200 1 600 h(cm) 7 9 11 (1)容器底面积S容和物体底面积S物的大小； (2)圆柱状物体所受到的最大浮力； (3)圆柱状物体的密度。 命题研究 解：(1)深度h从1～3 cm，水的体积变化： ΔV1＝(S容－S物)×(h3－h1)， 即300 cm3－100 cm3＝(S容－S物)×(3 cm－1 cm), ① 深度h从9～11 cm，水的体积变化： ΔV2＝S容×(h11－h9)， 即1 600 cm3－1 200 cm3＝S容×(11 cm－9 cm)，② 由①②解得，S物＝100 cm2，S容＝200 cm2。 命题研究 (2)如果柱状物体的密度大于或等于水的密度，在加水过程中柱状物体将静止在容器底不会上浮，容器内水的体积变化应该与h的变化成正比。 由表中数据可知，容器内水的体积变化与h的变化不成正比，所以柱状物体的密度小于水的密度。因此随着水的增多，柱状物体将漂浮在水面上。 当加水总体积V＝1 600 cm3时，圆柱状物体漂浮，浸入水中的体积： V排＝S容h11－V11＝200 cm2×11 cm－1 600 cm3＝600 cm3， 此时受到的浮力最大，F浮＝ρ水V排g＝1.0×103 kg/m3×600×10－6 m3× 10 N/kg＝6 N。 命题研究 命题研究 将一圆柱形木块用细线拴在容器底部，容器中开始没有 水，往容器中逐渐加水至如图甲所示位置，在这一过程中，木块受到 的浮力随容器中水深度的变化如图所示，则由图像乙得出的以下信息 正确的是(　　) A．木块的重力为10 N B．木块的底面积为120 cm2 C．细线对容器底部的最大拉力为6 N D．木块的密度为0.6×103 kg/m3 D 命题研究 14 思路点拨：根据图像分析出加水过程中木块的状态是解题关键。 A．当物体漂浮时，浮力等于重力； B．根据图像读出木块刚好漂浮时的浮力，然后根据F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSh即可求出木块的底面积； C．根据图像可知木块全部淹没时受到的浮力，以及细线刚好张紧时受到的浮力，两者之差即为细线对容器底部的最大拉力； D．根据木块全部淹没受到的浮力以及F浮＝ρ水g