内容正文:
专题02 压强和浮力
重点讲解
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。
真题演练
1.(2022七下·义乌开学考)底面积为1×10-2米2薄壁轻质圆柱形容器A(容器足够高)放置于水平地面上,里面盛有0.2米深的水,如图所示。将另一质量为6千克、底面积为5×10-3米2的实心金属圆柱体B竖直放入容器A中,待水静止后,圆柱体B上表面露出水面高度为0.1米。
求:
(1)容器中水的质量。
(2)金属圆柱体B的密度。
2.(2021八上·义乌期中)向放有一木块的容器中加入水,其过程如图甲所示,此过程中木块受到的浮力大小变化如图乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)BC过程中物体受到的浮力保持不变的原因 。
(2)D图中木块受到的力有拉力和 。
(3)木块的密度为多少?
3.(2021八上·普陀期末)如图1为压力锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上带有一个帽子为限压阀。当压力锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体会顶起限压阀逸出一部分,使锅内气体压强减小,保证压力锅安全使用。某压力锅排气孔横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g。标准大气压取1.0×105Pa。
(1)人们初次到达高原地区会感觉呼吸困难,据图分析,人呼吸困难的原因: 。
(2)该压力锅在海拔达4000m的地方烧水,当水烧开时水的温度大约是多少℃?
(3)如图3是同学们用高压锅模拟马德堡半球实验,如果他们没有抽气机,应怎样将高压锅里的空气尽量排除呢?请说出你的办法。
4.(2021·奉化模拟)如图甲所示是利用电动机和滑轮组(图中未画出),将实心圆柱体A从水库底匀速竖直起吊的装置示意图.钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象如图乙所示,不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦及水的阻力.求:
(1)长方体A的体积;
(2)长方体A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F为8×103N,滑轮组的机械效率为75%,求动滑轮的总重力.
5.(2022七下·长兴开学考)2022年亚运会在杭州举行,亚运场馆正在有序的施工建设。为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖。如图所示,质量为3.6千克的某空心砖,规格如图所示,砖的实心部分占总体积的3/5。求:
(1)该砖块实心部分体积。
(2)该砖块材料的密度。
(3)生产每块空心砖比同规格的实心砖可节省材料多少千克?
6.测量水龙头打开后的出水速度
(1)首先老师告诉同学们流量是表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积,若水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动,设水流速度为v,管内通道的横截面积为S.如图所示,取一段管道AB,水从B端流到A端所用时间为t,则AB间水柱的长度L= vt ,根据流量的定义,Q= Sv 。(以上两空要求用S、v、t中的字母表示)。
(2)某同学根据流量的导出公式设计了如下测量水龙头出水速度的实验方案:
①测出水龙头出水口的内壁直径d。
②打开水龙头使水以适当的速度匀