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物 理
8年级 下册
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专题训练(八) 压强与浮力的综合计算
| 安徽名师编写,更懂安徽考情
专题训练(八) 压强与浮力的综合计算
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专题训练(八) 压强与浮力的综合计算
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类型1 漂浮、悬浮模型
1.[2023·合肥庐阳区期末]如图所示,将棱长为20 cm的正方体放入水中,正方体下表面受到水的压力为40 N,已知水的密度为 1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)水对正方体下表面的压强;
(2)正方体受到的浮力;
(3)正方体的密度。
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解:(1)正方体下表面的表面积
S=(20 cm)2=400 cm2=4×10-2 m2
水对正方体下表面的压强p==1 000 Pa
(2)正方体漂浮,根据浮力产生的原因可知,正方体受到的浮力F浮=F压=40 N
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(3)正方体漂浮,根据浮沉条件可知,正方体的重力
G=F浮=40 N
正方体的质量m==4 kg
正方体的体积V=(20 cm)3=8 000 cm3=8×10-3 m3
正方体的密度ρ==0.5×103 kg/m3
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专题训练(八) 压强与浮力的综合计算
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2.[2023·蚌埠蚌山区三模]小明在盛有水的烧杯中放入一个质量为52.5 g、体积为50 cm3 的鸡蛋,静止时如图甲所示;在水中缓慢加入食盐,使其溶解,鸡蛋静止时如图乙所示;继续加入食盐,鸡蛋静止时有的体积露出液面,此时液体的深度h=10 cm,如图丙所示。ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)图甲中鸡蛋受到的浮力;
(2)图乙中盐水的密度;
(3)图丙中盐水对烧杯底部的压强。
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解:(1)题图甲中,鸡蛋受到水的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×50×10-6 m3=
0.5 N
(2)题图乙中,鸡蛋处于悬浮状态,鸡蛋的密度与盐水的密度是相同的,所以盐水的密度
ρ盐水=ρ鸡蛋==1.05 g/cm3
(3)由题图丙可知,鸡蛋处于漂浮状态,F浮丙=G
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根据F浮=ρ液gV排和G=mg可得
ρ'盐水gV=mg
则ρ'盐水==1.2 g/cm3=1.2×103 kg/m3
题图丙中盐水对烧杯底部的压强
p=ρ'盐水gh=1.2×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1200 Pa
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类型2 下拉(下压)模型
3.如图所示,容器的底面积为100 cm2,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着并完全浸没在水中,已知木块的质量为0.6 kg,此时绳子的拉力为2 N(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)剪断绳子,木块最终静止时所受的浮力;
(4)绳断前后水对容器底部的压强变化量。
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解:(1)木块的重力G=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N
木块受到的浮力F浮=G+F拉=6 N+2 N=8 N
(2)木块的体积
V=V排==8×10-4 m3
木块的密度
ρ==0.75×103 kg/m3
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(3)木块浸没在水中时所受浮力大于重力,因此剪断绳子,木块最终将漂浮在水面上,此时木块所受的浮力
F'浮=G=6 N
(4)木块漂浮时排开水的体积
V'排==6×10-4 m3
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液面下降的深度
Δh==0.02 m
水对容器底部的压强变化量
Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m=200 Pa
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4.棱长为0.1 m的正方体木块,漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示。将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重为2 N的石块,静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)图甲中木块受到的浮力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙