专题02 压强和浮力综合-2022-2023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。 【专题突破】 一．液体压强的计算以及公式的应用 1． “蓝鳞金枪鱼﹣21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻，其外形与潜艇相似（如图甲所示），相关标准参数为：体积1m3、重量7500N，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（为简化计算，不考虑海水密度变化，海水密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。 （1）假设“金枪鱼“上有面积为2×10﹣3m2的探测窗口，当它下潜至4000m深度处时，该探测窗口承受海水的压力是多少？ （2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时，能静止漂浮在海面上，求此时“金枪鱼”露出海面体积为多大？ （3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。从某时刻计时起，起重装置拉力的功率随时间变化的图像如图乙所示，图中P3＝3P1．请分析出t3时刻起重装置对“金枪鱼”拉力，并求出t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不考虑水的阻力）。 2．肺活量（vitalcapacity，VC）是指一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体总量。常用作评价人体素质的指标。肺活量体重指数是人体自身的肺活量与体重的比值，在有氧代谢项月运动员的选材和学生的体质综合评价中有一定参考作用。 肺活量体重指数（单位为mL/kg）。 如图是测量肺活量的种方法，A为一端开口的薄壁圆筒，测量前充满水，再倒扣在水中。测量时，被测者尽力吸气，再通过B尽量呼出气体，呼出的气体通过软管进入A内，A向上浮起。已知圆筒A质量为m＝600g，圆筒A底面积为S1＝200cm2，圆筒A下方水槽底面积为S2＝400cm2。呼气时，圆筒不会脱离水面。已知大气压强P0＝1.013×105Pa，水的密度ρ水＝1g/cm3，常数g取10N/kg。 （1）求圆筒底浮出水面的高度为H＝15cm时，圆筒内空气的压强是多少？ （2）若某初中毕业男生体重为50kg，肺活量体重指数为76mL/kg。求测试时，圆筒底浮出水面的高度。 （3）圆筒由（1）问到（2）问的过程，水对槽底压强的变化量△P。 3．底面积为S0的薄壁圆柱体容器，其底部装有一阀门K，容器内装密度为ρ0的液体。横截面积为S1的圆柱形木块，上端与不可伸长的悬线相连，且部分木块浸入液体中，此时悬线刚好伸直，如图所示。已知悬线所能承受的最大拉力为T，现打开容器底部的阀门K使液体缓慢流出，直到悬线刚好被拉断时立刻关闭阀门K。 请解答下列问题： （1）画出悬线刚好伸直时，木块在竖直方向的受力示意图； （2）导出悬线未拉断前，悬线对木块拉力F与流出的液体质量m之间的关系式； （3）求出从悬线断开的瞬间到木块再次漂浮时，容器底部所受液体压强的变化量。 二．大气压的综合应用 4．物理知识在生活中有广泛的应用，病人输液时用的吊瓶就是一例。如图所示，A管是输液管，B管是空气管。医生为了给患者输液，用网兜把药瓶倒挂在支架上，瓶口插有输液管和空气管。 （1）如果发现病人的血液沿输液管回流，可将吊瓶的位置 　 　（选填“提高”或“降低”）。 （2）插入B管后，瓶内液面上方气体的压强 　 　（选填“小于”、“等于”或“大于”）外界大气压。 （3）开始时瓶中药液液面与空气管中的空气接触处C位置高度为h，药液