02 浮力、压强综合分析与计算-【一战成名新中考】2024四川中考物理·培优册优质课件PPT

二、浮力、压强综合分析与计算 类型1 入水、出水型（2022.B7） 1.某建筑公司在修建大桥时，需要把一正方体材料用钢丝绳匀速放入河水 中，如图甲所示.正方体材料匀速下降的速度为 ，正方体材料匀速 下降所受浮力及钢丝绳所受拉力随时间变化的关系图像如图乙所示，河水 的密度为 , 取 .求： 1 甲 乙 （1）该材料受到的重力和浸没时的浮力； 解：由图像可知， ，物体没有接 触水面，物体的重力为： ； 后物体全部浸没在水中，浸没时的 浮力为： ； 2 甲 乙 （2）图乙中力 的大小； 图乙中力 对应的是物体全部浸没在 水中时钢丝绳所受的拉力，则： ； 3 （3）正方体材料的密度； 物体浸没时受到的浮力为： ， 由 可知，正方体的体积为： 由 可知，正方体材料的密度为： ； 乙 4 （4）从计时开始，在正方体材料匀速下降 时，正方体的下表面受到 水的压强. 由图像可知，从第 开始物体下表面接 触水面，第 物体刚好全部浸没，故从第 到第 时，物体下表面距水面的深度为： 正方体下表面受到水的压强为： . 乙 5 2.如图所示，甲是一个实心、均匀且不吸水的圆柱体工艺品，质量为 ，底面积为 ，高为 ；乙是底面积为 的薄壁圆柱形溢水杯，杯内装有 深的水，静止在水平桌面上，溢水口距杯底 ，用一根细线吊着工艺品，将其缓慢竖直浸入溢水杯的水中.已知水的密度为 ， 取 .求： 甲 乙 （1）工艺品的密度； 解：工艺品的体积为： ， 工艺品的密度为： ； 6 当工艺品下表面浸入水中 时，因为物体排开水的体积和物 体浸在水中的体积相等，则工艺品排开水的体积为： ， 工艺品受到的浮力为： ， 工艺品的质量 ， 工艺品的重力为： ， 则细线对工艺品的拉力： ； （2）当工艺品下表面浸入水中 时，细线对工艺品的拉力； 7 （3）松开细线，工艺品最终竖直漂浮在水面，将其向上提升，使工艺品 露出水面的高度增加了 ，此时水对溢水杯底部的压强. 松开细线，工艺品最终竖直漂浮在水面上时， 工艺品受到的浮力为： ， 由 得，工艺品排开水的体积为： ， 工艺品浸入水中的深度（即工艺品下表面距水面的高度）为： ， 8 水面上升的高度为： ， 则溢水杯中水的深度为： ，故水会溢出一部 分，溢水杯中水的深度为 ， 所以工艺品下表面距溢水杯底的高度为： ， 溢出水后溢水杯中剩余水的体积为： ， 将其向上提升，使工艺品露出水面的高度增加了 ，即工艺品浸入水 中的深度减少了 ， 则此时工艺品浸入水中的深度（即工艺品下表面距水面的高度）为： ， 则工艺品排开水的体积为： ， 溢水杯中水的深度为： ， 此时水对溢水杯底部的压强为： . 3.【较难】如图甲所示， 、 为不同材料制成的体积相同的实心正方体、 浸没在盛有水的薄壁圆柱形容器中，容器底面积是正方体下表面积的4倍， 现在沿竖直方向缓慢匀速拉动绳子，开始时刻， 的上表面刚好与水面相 平， 、 之间的绳子绷直， 在容器底部（未与容器底部紧密接触）， 上端绳子的拉力是 ， 随 上升的距离 变化的图像如图乙所示，且 当 刚好等于 时， 之间的绳子断掉.绳的质量和体积忽略不计， ， 取 ,求： 11 甲 乙 （1）正方体 的质量； 解：由图乙知，拉力 为 时， 、 间的绳子断掉，拉力即刻变成 ，此时 受到拉力和重力的作用，整个过程匀速 拉动绳子， 处于平衡状态，重力与此时 的拉力是一对平衡力，所以 的重力 ， 正方体 的质量 ； 12 甲 乙 （2）正方体 的密度； 开始拉动时，拉力 ， 浸 没在水中，上表面刚好与水面相平. 受到 竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力 以及 对 的拉力的作用，当拉力 时，拉力保持不变， 受到竖 直向上的拉力及竖直向下的重力和 对 的拉力的作用， 完全离开水面.所以 浸没水中 受到的浮力为 ， 13 据阿基米德原理得， 的体积 ， A的上表面刚好与水面相平时， 、 都浸没在水中，两者的体积相等， 排开水的体积相等，所以受到的浮力相等，将 、 看成一个整体，此时 受到竖直向上的拉力、 的总浮力及竖直向下 的总重力，处于平 衡状态，则 的总重力 ，则 的重力 ， B的质量 ， B的密度 ； 甲 乙 （3）整个过程中，水对容器底部压强的最小值. 当 ， 、 间的绳子尚未断开 的瞬间，