内容正文:
物理
2023/2/19
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课时2 密度、压强与浮力的综合
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一、密度、压强与浮力的综合分析
模型线索
(一)同物体、同种液体模型
(1)如图所示,当乒乓球从水里上浮到水面上,乒乓球在A位
置时受到的浮力为FA,水对杯底的压强为pA,在B位置时受到
的浮力为FB,水对杯底的压强为pB,则它们的大小关系是___。
A.FA=FB pA=pB B.FA<FB pA<pB
C.FA>FB pA>pB D.FA>FB pA=pB
C
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(2)A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种
不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状
态。试判断两种情况下,烧杯底受到水的压强大小关系是____。
A.p甲<p乙
B.p甲>p乙
C.p甲=p乙
D.无法判断
C
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(二)同物体、不同液体模型
(3)两个完全相同的烧杯A、B中分别盛有两种不同液体,将两个完全相
同的小球分别放入两烧杯中,两小球静止时所处位置如图所示,且两烧
杯中的液面相平。两球所受的浮力分别为FA和FB,两烧杯对桌面的压强
分别为pA和pB,它们的大小关系是____。
A.FA=FB pA>pB
B.FA<FB pA<pB
C.FA=FB pA=pB
D.FA<FB pA=pB
A
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(三)不同物体、同种液体模型
(4)(多选)三个完全相同的圆柱形容器,内装质量相等的水。将体积相
同、材料不同的正方体物体a、b、c分别放入三个容器的水中,静止后
如图所示(无水溢出)。对下列各物理量关系判断正确的有_____。
A.三个物体密度:ρa>ρb>ρc
B.三个物体底部受到水的压力:Fa<Fb<Fc
C.三个容器底部受到水的压强:pa<pb<pc
D.三个容器对水平桌面的压强:pa1=pb1=pc1
BC
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(5)如图所示,漂浮在水池中的木块下悬吊着重物A。若把悬吊重物的绳
子剪断,重物将沉入水底,这时水面_______(选填“上升”“下降”或
“不变”),木块所受浮力_______,容器底部受到水的压强将_______。
(后两空均选填“增大”“减小”或“不变”)
下降
减小
减小
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二、密度、压强与浮力的综合计算
模型线索
木块漂浮时有 的体积露出水面,如图乙所示。若将木块用细线系住浸没在水中,如图甲所示,细线至少需要施加40 N的拉力。求:
(1)木块的体积;
(2)漂浮时木块所受的浮力;
(3)木块的密度。
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情境线索
小奇想把家里的方形鱼缸清洗干净,已知鱼缸的底面积
是500 cm2,鱼缸底部有鹅卵石,原先鱼缸中的水深度是
18 cm,小奇先将一个重为10 N的空桶漂浮在水面上,
如图所示。
(1)空桶所受的浮力是多大?此时鱼缸底部所受水的压强是多大?
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(2)小奇将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,鹅卵石捞出放置在桶内时,
水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会______(选填“上升”“下降”
或“不变”)。若此时桶排开水的体积为3.0×10-3 m3,桶内鹅卵石的
质量是______kg。
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图像线索
一个圆柱形容器放在水平桌面上,如图甲所示,容器中直立放着一个均匀实心圆柱体,现慢慢向容器中加水,加入的水对容器底的压强p与所加水的质量m的关系如图丙所示,在整个过程中无水溢出,圆柱体底面始终与容器中的水面平行,当加入水的质量为2 kg时,圆柱体刚好漂浮且露出水面的高度为2 cm,如图乙所示,已知 ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
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(1)圆柱体的密度ρ圆柱体;
(2)圆柱形容器的内底面积S;
(3)圆柱体所受的重力。
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密度、压强与浮力综合计算的解题关键
1.阿基米德原理:F浮=ρ液gV排,从公式中看出浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,而与物体所处的深度、物体的密度、体积等因素无关,当物体全部浸在液体里时,V排=V物,当物体部分浸在液体里时,V排<V物。
2.根据对物体的受力分析,列出力的关系式,这是联系浮力与重力、拉力、压力的桥梁,也是判断物体在液体里的状态和解浮力题的关键。
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密度、压强与浮力综合计算的解题步骤
1.确定研究的物体,并对物体进行受力分析。
2.在受力分析的基础上,列出力的关系式。
3.把阿基米德原理公式或密度、重力、压强的计算公式带入关系式。
4.根据已知条件解出所求量。
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解:(1)木块漂浮时有eq \f(2,5)的体积露出水面,则:V排=V-eq \f(2,5)V=eq \f(3,5)V,
木块漂浮时受到的浮力:F浮=ρ液gV排=ρ水g×eq \f(3,5)V=eq \f(3,5)ρ水gV,