内容正文:
物 理
精 讲 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 状态未知型(北部湾2020.22)
1.(2020北部湾22题)将一小球轻放入盛满酒精的大烧杯甲中,小球
静止后,溢出酒精的质量是 ,小球在酒精中受到的浮力为____
; 将其轻放入未装满水、底面积为 的大烧杯乙中,静止后
溢出水的质量是 ,水对容器底部的压强增加了 ,则乙杯
中水面升高____ ;小球的密度是____________ 。
0.8
0.5
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模型二 入水、出水型(北部湾2020.30、2018.22)
入水过程分析(出水是入水逆过程,分析方法相同)
状态 状态一 状态二 状态三
示意图 ________________________________________________________________________
状态描述 竖直向下直至刚好接触液面 逐渐浸入,直至刚
好浸没 浸没后在容器中逐渐下降
受力分析 竖直方向拉力与重力平衡 竖直方向向下的重力与向上的拉力和浮
力平衡
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状态 状态一 状态二 状态三
液面变化
相关计算
(针对状
态二) ①若已知物体排开液体的体积 ,则液面高度的变化
量 ;
②若已知物体上移或下移的高度 (如图中 、
),则液面高度的变化量
续表
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状态 状态一 状态二 状态三
容器底压
强变化量
(针对状
态三) ①若已知 ,液体压强的变化量 ;
②若已知 ,液体压强的变化量
续表
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第2题图
2.【入水型】弹簧测力计下挂一个长方体物体,将物体从盛有适量水
的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,使其逐渐浸入水中,如图甲
所示。图乙是弹簧测力计示数 与物体下降高度 的关系图像,
, 取 ,忽略物体排开液体的体积对
液面高度的影响,则物体浸没时受到的浮力为___ ,物体的密度是
__________ ,物体刚浸没时水对长方体下表面的压强是____ 。
4
400
思路点拨
结合图像,物体下降 时刚好与水面接触,
此时 ,随着物体继续下降 , 下降 时,物体刚好浸没在水中,所受浮力最大,可得出物体的高度为 。
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3.(2020北部湾Ⅱ卷30题)如图甲所示,在物体 上放有底面积为
,质量为 的薄壁形容器,容器内装有深度为
的某种液体时,液体对容器底部的压强为 。现用
轻质细长硬杆连接长方体 ,使其缓慢浸没于液体中(液体始终未
溢出)。硬杆把物体 压在容器底部,且对 施加 竖直向
下的力时,容器对 的压强比未放入物体 时变化了
, 上表面的受力面积为 。
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图乙是液体对容器底部的压强与物体 下表面浸入液体中深度的图
像, 取 ,求:
第3题图
(1)容器中液体的密度;
解:由 可得容器中液体的密度
;
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(2) 未浸入液体时,容器对 的压力;
解:根据 可得液体的重力
,
容器的重力 ,
则容器对 的压力 ;
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(3) 浸没在液体中时受到的浮力;
解:由图乙可知,当 时,液体刚好浸满
容器的下部分,此时液体对容器底部的压强 ,根据
得容器下半部分的高度
,
此时液面上升的高度 ,
B排开液体的体积
,
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因 排开液体的体积等于 浸没液体中的体积,即
,有 ,
解得 ,由图乙可知, 的高度
,
则 浸没在液体中时受到的浮力
;
(4)硬杆把物体 压在容器底部,且对 施加 竖直向下的力时,容器对 的支持力。
解:由 知容器对 的压力变化量为:
,
容器对 产生的压力变化是由浸没在液体中的物体 以及硬杆施加
在 上的力产生,有 ,对 受力分析, 受到向下的
重力、硬杆对其向下的压力,水对其向上的浮力以及容器对其向上的
支持力,有 ,故
。
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4.【出水型】如图甲所示,装有水的薄壁柱形容器放置在水平桌面上,
拉力传感器拉着实心柱体重物 浸没在水中,重物上表面与水面相平,
已知重物底面积为 ,容器底面积为 。拉力传感器拉着重物从图
甲位置开始缓慢竖直上升,传感器所受拉力 随重物底部到容器底部
距离 变化的关系图线如图乙,不计水的阻力。求:
第4题图
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思路点拨
根据图像乙,物体 上升 时刚好露出水面,
,求出 ,利用 求出最大压
强值。
(1)重物浸没在水中时所受浮力;
解:由图乙可知,当重物 浸没在水中时,传感