内容正文:
精练16 压强与浮力的计算
知识点一、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。
考向一 固体压强、液体压强的计算
[例题1] (2023•宁波模拟)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图像如图。饮料出口的横截面积S1=0.8cm2,饮料流出的速度v=50cm/s,杯高H=10cm,杯底面积S2=30cm2,g取10N/kg。
(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?
(2)饮料的密度为多大?
(3)设杯底与杯座的接触面积也为S2,饮料持续流入空杯5s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
[例题2] (2022•温州模拟)小明是一﹣位单板滑雪运动爱好者,近期欲购买一款一般通用型滑雪板。他身高174厘米,体重68千克,滑雪板的参考数据如表。
使用者身高/cm
161~165
166~170
171~175
176~180
180以上
使用者体重/kg
48~65
66~77
50~69
70~82
53~71
72~85
56~77
78~90
62~80以上
滑雪板尺寸/cm
一般通用型
148
151
152
155
155
158
158
161
164
多功能型
146
148
150
152
153
155
156
159
142
(1)小明应该购买的滑雪板尺寸为 厘米。
(2)滑雪板底与雪摩擦时会产生静电,为了把静电带走,板底结构中常加入石墨,这主要利用石墨的 物理性质。
(3)如图是小明脚印,图中每小格面积为10cm2,则小明双脚站立在滑雪板上时,对滑雪板的压强约为 帕。
考向二 压强与浮力综合计算
[例题3] (2023•舟山一模)小阳把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为12N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内时,桶仍漂浮在水面。(g值取10N/kg,不考虑捞出过程中带出的水,水的密度1g/cm3)
(1)空桶漂浮在水面上时受到的浮力大小;
(2)请判断,鹅卵石未捞出时与鹅卵石捞出放置在空桶内时相比,水池水面高度 (选填“上升”、“下降”或“不变)”;
(3)若此时桶排开水的体积为6.0×10﹣3m3,求桶内鹅卵石的质量。
[例题4] (2023•萧山区模拟)如图甲所示,将一长方体物块通过细线悬挂于弹簧测力计的挂钩上,手持弹簧测力计缓慢下降,让长方体物块从盛满水的溢水杯上方缓慢下降至水下一定深度。长方体物块下降过程中,弹簧测力计的示数F随下降高度h的变化关系如图乙所示,g取10N/kg。求:
(1)长方体物块受到的最大浮力为 N;
(2)长方体物块的密度;
(3)将长方体物块继续缓慢下降至容器的水平底部,当弹簧测力计示数为零时,长方体物块对容器底部的压强。
难度:★★★ 建议时间:30分钟
1. (2022•嵊州市校级模拟)(1)单手倒立是我们观看杂技、体操等项目中常见的动作,一个人在完成这个动作时,对水平面的压强接近于 。
A.50千帕B.50百帕C.50帕D.5帕
(2)如图所示,在水平桌面上有一叠圆形金属片,最下面的一块重为G,面积为S,它相邻的上面一块重为G/2,面积为S/2,第3块重为G/4,面积为S/4,以此类推,金属片的重力和面积均逐渐减半,一直叠下去。则桌面受到的压强与第1块金属片上表面受到的压强之比为p桌:p1= 。
2. (2022•余姚市一模)台风是大自然最具破坏性的自然灾害之一。2021年9月12日第14号台风“灿都”登陆宁波,宁波市防指将防台风应急响应提升为I级。
(1)“灿都”中心附近最大风力有17级,以每小时20公里左右的速度向西北方向移动,登陆距离250公里开外的舟山群岛。“灿都”预