内容正文:
物 理
精 练 册
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小专题培优4 压强、浮力综合分析计算(动态)
(2023.30;北部湾6年连续考查)
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模型一 入水、出水型(北部湾2020.22、2020.30、2018.22)
第1题图
1.(2018北部湾22题3分)如图所示,桌面上有一个底
面积为 ,内盛有某液体的圆柱形容器,
物块 (不吸液体)漂浮在液面上,则 的密度
_______(选填“大于”“小于”或“等于”)液体的密度。
小于
0.2
若 的密度为 ,体积为 ,则 的质量
为____ 。现用力压 ,使其缓慢向下,直到恰好浸没在液体中
(液体未溢出),此时液体对容器底部压强增大了 ,则该液体
的密度为__________ 。 取
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第2题图
2.(2023成都B卷)如图所示,薄壁长方体容器
放在水平桌面上,底面积为 ,高为 ,
质量为 。容器 内装有 水。均
匀实心立方体 和 的边长都为 ,质量分别
为 , 。已知 , 取
。忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素。
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(1)求容器 对水平桌面的压强。
解:容器 对水平桌面的压力 ,
容器 对水平桌面的压强 ;
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(2)若将 缓慢放入容器中,请分析 平衡时的状态,并求出 放
入前后水对容器底部压强的变化量。
解: 实心立方体 的体积 , 的密度
,假设将 缓慢放入容器中后
漂浮,则
由 可知, 在漂浮时排开水的体积
,
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此时需要的最少水量
,
容器 中原有水的体积 ,
故 , 一定处于漂浮状态,
由体积关系得,水面上升的距离 ,
由 得,水对容器底部的压强的变化量
;
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(3)若将 放在 上,再将它们缓慢放入容器中,平衡时 与 的
接触面水平,求 对 的压力。
解: 研究 、 这个整体,假设沉底,则容器内水的深度
,
受到的浮力
,
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B、 的总重力
,
由 可判断出假设成立, 、 沉底,
此时, 物体浸入水中的深度 , 受
到的浮力
,
C的重力 ,
所以 对 的压力
。
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第3题图
3.(2023云南)如图所示,将重为 、底面积为
装有水的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯放置在水平的压力传
感器上,此时压力传感器的示数为 。用轻质细线悬挂
一重 、高 、底面积为 不吸水的圆柱体。
初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为 ,现提住细线
缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降 时,水面达
到溢水口。已知 , 取 ,求:
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(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强;
解:由题意知,溢水杯和杯中水的总重力 ,则溢水杯对压
力传感器的压力 ,溢水杯对压力传感器的压强
;
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(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量;
解: 由题意知,溢水杯中水的重力 ,溢水杯中水的质量 ;
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(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;
解: 圆柱体刚好浸没在水中时排开水的体积
,
圆柱体受到水的浮力
,
细线对圆柱体的拉力 ;
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(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。
解:因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为 ,现提住
细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降 时,水
面达到溢水口,则圆柱体从接触水面到水面上升到溢水口过程中下降
的高度 ,
设此过程中水面上升的高度为 ,则水面上升到溢水口时圆柱体浸
入水中的深度 ,根据 的两种计算方
法可得: 物 ,
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代入数据可得: ,解得
;
此时圆柱体浸入水中的深度
,当圆柱体继
续下降直至刚好浸没过程中,虽然有水溢出,但溢水杯内水的深度不
变,所以圆柱体从初始位置到刚好浸没,溢水杯内水面上升的高度
,则整个过程中水对溢水杯底部压强的变化量
。
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模型二 含传感器的注液、排液型(2023.30;北部湾2021.30、2019.29)
4.众相原创 如图甲所示,容器底面积为 ,一根细线下吊着
物体,容器开始是空的,现在往容器中以 的恒定速度
注水,绳子