专题02 压强和浮力综合-2021-2022学年浙江中考科学冲击重高培优讲义

专题02 压强和浮力综合 【解题技巧】 1、压强比大小问题： ①固体压强应优先考虑公式F=F/S，比较F压力和S受力面积的关系，柱形固体也可使用P=ρgH来进行判断 ②液体内部压强与液体的密度和深度有关，与其它因素无关，而液体对容器底的压力与液体压强和底面积有关，与其它因素无关。所以无论是同种液体、不同种液体还是加入固体，属于哪一种情况，只要涉及到液体内部压强以及液体对容器底部的压强和压力时，应先根据公式P=ρ液gh比较P，再根据公式F=PS比较F。 2、浮力比大小问题： ①相同液体ρ液则比较V排大小 ②相同V排则比较ρ液 ③同一物体比状态（一般放在不同液体中） ④不同物体比物重（一般放在相同液体中） 3、压强和浮力的计算 近年中考有关浮力难题多以阿基米德原理和运用物体的浮沉条件，通常会跟压力、压强、质量、密度、杠杆、滑轮等知识综合在一起考查，浮体综合题的解题思路和方法: (1)先明确物体在液体中的状态：漂浮、悬浮等。 (2)分析物体的受力情况：只受到重力G物和浮力F浮两个力的作用，并处于静止状态（漂浮或悬浮）。 (3)列出二力平衡的方程: F浮= G物。 (4)展开求解：将求浮力的公式F浮= ρ液gV排、重力公式G物=m物g (或G物=ρ物V物g )求未知量。 (5)若受到重力G物和浮力F浮两个力外，还有绳子拉力、弹簧的弹力、接触面的支持力等作用，列出受力的等式，即向上的力 = 向下的力，再根据公式解题。 (6)需要注意的是单位转换，不同状态下浮力不同，用不同的符号代替，如F浮与F浮’等。 【例题精析】 一．液体的压强的计算 1．肺活量是检测肺功能重要指标之一，是指一个人最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体体积，单位是毫升（mL）。右图是一种测量肺活量方法的示意图，把薄壁圆筒A倒扣在容器内水中，测量前筒内充满水。测量时，被测者吸足空气，再通过B尽量将空气呼出，呼出的空气通过导管全部进入A内，使A浮起。若初三女生小丽用这种方法测其肺活量，测得筒外水面到容器底部的距离h是20cm，到A的底部距离是13cm。已知A的质量为400g，横截面积为200cm2，（筒A内空气质量忽略不计）求容器底部受到水的压强为 　2×103　Pa，小丽肺活量为 　3000　mL。若在小丽吹气时，在A的正上方放置质量为100g的小物块C，求放置物块前后筒A内气体压强的变化量为 　50　Pa。 【解答】解：（1）水的深度：h＝20cm＝0.2m， 则水对容器底部的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2×103Pa； （2）A的质量mA＝400g＝0.4kg， 由于A漂浮在水中，则A受到的浮力F浮＝GA＝mAg＝0.4kg×10N/kg＝4N， 由F浮＝ρ水gV排得A排开水的体积 V排4×10﹣4m3； A内外水面高度差：△h10.02m＝2cm； A内气体体积V＝S（h′+△h1）＝200cm2×（13cm+2cm）＝3000cm3＝3000mL； （3）当A质量为mA＝200g＝0.2kg时，对A受力分析得：A内气体对A底部压力F1＝F+GA， 即：p1S＝p0S+mAg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当在A的正上方放置物块C时，物块C的质量：mc＝100g＝0.1kg， 当在A质量上加物块后时，对A和物块受力分析得，A内气体对A底部压力 F2＝F+G总， 即：p2S＝p0S+（mAg+mcg）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由②﹣①得： △p＝p2﹣p150Pa。‍ 故答案为：2×103；3000；50。 2．如图是公厕里间歇式自动冲水箱的原理图，进水管口以Q1＝200cm3/s的流量24h不间断地向底面积为1800cm2的长方体水箱注水，当水位上升至h2＝45cm时，水箱中的水开始以Q2＝2000cm3/s的平均流量从出水管口流出冲洗厕所，当水位下降至h1＝5cm处时停止冲水。（不计水箱中水管的体积）求： （1）水位在h2时水箱底部受到水的压强。 （2）冲洗一次厕所所用的时间。 （3）为节约用水，在图示进水管A处安装一个由微电脑控制的电磁阀。当有人进入洗手间时，门内侧红外线探头通过微电脑开启电磁阀，向水箱注水，当水位升至h2时，电磁阀自动关闭停止注水，同时开始冲洗厕所。假设电磁阀平均每天开启100次，则安装电磁阀后一天可节约多少千克水？ 【解答】解：（1）h2＝45cm＝0.45m， 则水箱底部受到水的压强p＝ρ水gh2＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.45m＝4500Pa； （2）当水位从h1上升至h2需要注入的水的体积： V＝S△h＝S（h2﹣h1）＝1800cm2×（45cm﹣5cm）＝72000cm3； 冲洗一次厕所所用的时间 t40s。 （3）一天注水的水V总＝Q1t′＝2