17微专题六 压强与浮力的综合计算(三) ——加水与放水＋轻杆模型(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 微专题六　压强与浮力的综合计算(三) (2022·原创)如图，高18 cm的容器，其底面积为200 cm2，正方体物块A的密度为0.6 g/cm3，边长为0.1 m，用一长度为5 cm的轻质杆B将其与容器底连接，求： 命题研究 (1)加入600 cm3的水时，水对容器底部的压强； (2)加入1 200 cm3的水时，水对容器底部的压强； (3)加入2 200 cm3的水时，水对容器底部的压强； (4)加入3 000 cm3的水时，水对容器底部的压强； (5)画出容器底部受到的液体压强随加入水的体积的函数图像，并标出拐点的坐标值； (6)画出轻杆对物块施加的弹力随加入水的体积的函数图像，并标出拐点的坐标值。 命题研究 思路点拨：根据加水的体积，计算水的深度时，注意判断以下几种状态： ①水未接触到物块； ②物块部分浸入水中； ③物块完全浸入水中； ④水是否从容器中溢出。 命题研究 命题研究 5 命题研究 6 (4)刚好加满时，所需水的体积为200 cm2×18 cm－1 000 cm3＝ 2 600 cm3， 当加入3 000 cm3的水时，水会溢出， p4＝ρgh4＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×18×10－2 m＝1 800 Pa。 (5)容器底部受到的液体压强随加入水的体积的图像如图所示： 命题研究 7 (6)轻杆对物块施加的弹力随加入水的体积的图像如图所示： 命题研究 8 跟踪练1：如图甲所示，物体A是边长为10 cm的正方体，杆B一端固定在容器底，一端连着A。现缓慢向容器中加水至A浸没为止，杆B对物体A的作用力大小F随水深变化的图像如图乙所示。已知容器底面积为200 cm2，且不计杆的质量和体积。 (1)杆的长度为多少cm? (2)物体A的重力为多少N? (3)当杆对物体的作用力为 3 N时，加水质量为多少g? 命题研究 解：(1)由图乙可知，当水的深度为2 cm时，物体A开始与水接触，所以杆的长度为2 cm。 (2)水加到8 cm时，杆的作用力为零，物块受到的浮力等于其重力，此时物块底面在水深为6 cm处， GA＝F浮＝ρ水SAhg＝1.0×103 kg/m3×0.01 m2×0.06 m×10 N/kg＝6 N。 命题研究 (3)物块受到的最大浮力： F浮大＝ρ水VAg＝1.0×103 kg/m3×10－3 m3×10 N/kg＝10 N， 此时杆对物体的作用力竖直向下，大小为10 N－6 N＝4 N， 由图像分析可知，当杆对物体的作用力为3 N时， 水深分别为5 cm、11cm， 对应水的体积分别为 V1＝200 cm2×5 cm－100 cm2×(5－2)cm＝700 cm3， V2＝200 cm2×11 cm－100 cm2×(11－2)cm＝1 300 cm3， 由m＝ρV可知，对应的加水质量分别为700 g和1 300 g。 命题研究 跟踪练2：不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端，位于水平地面上 的圆柱形容器内，杆上端固定不动，如图甲所示。现缓慢向容器内注入适 量的水，水对容器的压强p与注水体积V的变化关系如图乙所示。(g取 10 N/kg) (1)当p＝600 Pa时，容器中水的深度为多少cm? (2)若ρA＝0.5 g/cm3，当注水体积V＝880 cm3时，杆对A的作用力大小 为多少N? 命题研究 命题研究 命题研究 命题研究 跟踪练3：(2018·重庆B卷)如图甲所示，底面积为100 cm2的圆柱形容器 中装满了水，底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆，细杆的 上端连接着密度为0.6 g/cm3的圆柱体A，容器的底部安装有阀门。现打 开阀门控制水以50 cm3/s流出，同时开始计时，水对容器底部的压力 随时间变化的规律如图乙所示。则阀门打开前水对容器底部的压强为 _______Pa，当t＝52 s时，细杆对物体的作用力大小为_____N。 5 000 0.8 命题研究 16 跟踪练4：如图甲，高度足够高的圆柱形容器，高处有一个注水口，以 10 cm3/s均匀向内注水，容器正上方天花板上，有轻质细杆(体积忽略不 计)粘合着由两个横截面积不同的实心圆柱体组成的组合，此组合的A、B 部分都是密度为0.6 g/cm3的不吸水复合材料构成，图乙中坐标记录了从 注水开始到注水结束的1 min内，水面高度h的变化情况，根据相关信息，求： 命题研究 (1)组合体B部分的横截面积大小； (2)当t＝39 s时，杆对圆柱体组合作用力的大小和方向。 命题研究 命题研究 命题研究 命题研究 命题研究 所以当t＝39 s时AB浸没在水中的体积： V排＝SAh浸＋VB＝2 cm2×5 cm＋280 cm3＝290 cm3， AB受到