专项突破3 浮力、压强、密度综合计算- 【一战成名新中考】2024山东中考物理·分层作业本

分层作业本·山东物理 模 块 四 力 学 专项突破３　浮力、压强、密度综合计算 类 型 １　实际应用类 １．体积为９０００ｍ３的浮空艇，内部充有氦气和空 气的混合气体，其密度为０．２ｋｇ／ｍ３，浮空艇的 表皮及外壁仪器舱总质量为２×１０３ｋｇ，浮空艇用 缆绳系在一辆锚泊车上（如图甲、乙），该浮空艇 周围空气的密度为１．２ｋｇ／ｍ３，ｇ取１０Ｎ／ｋｇ，缆绳 的重力不计，仪器舱体积可忽略不计．求： （１）浮空艇内气体的质量； （２）浮空艇所受到的浮力； （３）为了有效控制浮空艇，要求锚泊车的重力 是缆绳拉力的三倍，则锚泊车的质量是多少？ 甲 　　 乙 第１题图 解：（１）１．８×１０３ｋｇ； （２）由题意可知，浮空艇排开空气的体积： Ｖ排 ＝Ｖ＝９０００ｍ ３， 则浮空艇所受到的浮力：Ｆ浮 ＝ρ空气ｇＶ排 ＝ １．２ｋｇ／ｍ３×１０Ｎ／ｋｇ×９０００ｍ３＝１．０８× １０５Ｎ； （３）浮空艇和艇内气体的总重力： Ｇ总 ＝ｍ总 ｇ＝（ｍ浮空艇 ＋ｍ气）ｇ＝（２×１０ ３ｋｇ＋ １．８×１０３ｋｇ）×１０Ｎ／ｋｇ＝３．８×１０４Ｎ， 由力的平衡条件可知，缆绳拉力：Ｆ＝Ｆ浮 －Ｇ总 ＝ １．０８×１０５Ｎ－３．８×１０４Ｎ＝７×１０４Ｎ， 因为锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍，所以锚 泊车的重力： Ｇ车 ＝３Ｆ＝３×７×１０ ４Ｎ＝２．１×１０５Ｎ， 由Ｇ＝ｍｇ可知，锚泊车的质量： ｍ＝ Ｇ车 ｇ＝ ２．１×１０５Ｎ １０Ｎ／ｋｇ ＝２．１×１０ ４ｋｇ． ２．（２０２２菏泽２５题）深海养殖技术在海洋渔业中 被普遍推广．甲图为某深海大黄鱼渔场引进的 单柱半潜式养殖网箱，乙图为其简化模型．在 乙图中，中央的柱形容器是由横截面积为 ２ｍ２、高２０ｍ的镀锌铁皮（不计铁皮体积）制 成的空心圆柱体，可进水或充气，使整个网箱 按要求上浮或下沉；网箱与海水相通，是养鱼 的空间，并与圆柱体固定在一起；网箱的底部 悬挂质量为２０ｔ的铸铁块（不与海底接触），铸 铁块相当于“船锚”，起稳定作用．已知制作网 箱材料的总质量为１０ｔ，网箱材料和铸铁块能 够排开海水的最大体积为６ｍ３，海水的密度按 １．０×１０３ｋｇ／ｍ３计算，ｇ取１０Ｎ／ｋｇ．求： （１）海面以下１５ｍ处海水的压强； （２）当网箱的底部下沉到海面下１５ｍ处静止 时，空心圆柱体内海水的高度； （３）该装置能否在海面下４０ｍ深处进行悬浮 养殖，请简要说明理由． 第２题图                                                                     ３８ 分层作业本·山东物理 模 块 四 力 学 类 型 ２　模型类 浮力基本模型比较：包括漂浮（图１）、悬浮（图２）、沉底（图３），还有在拉（图４）、提（图５）或压（图 ６）的作用下物体浸没在液体中，物体的受力分析如下表所示： 图示 图１ 图２ 图３ 图４ 图５ 图６ 受力分析 物体所 受浮力 阿基米德 原理法 Ｆ浮 ＝　ρ液 ｇＶ排　 平衡法 Ｆ浮 ＝　　Ｇ物　 Ｆ浮 ＝Ｇ物 － Ｆ支 Ｆ浮 ＝ 　　　　 Ｆ浮 ＝Ｇ物 － Ｆ拉 Ｆ浮 ＝ 　　　　 模型１　漂浮、悬浮型 ３．（２０２１泰安１４题）两个体积相同的实心正方体 Ａ和Ｂ，静止在水槽内如图所示位置．正方体Ａ 有 ４ ５的体积浸入水中，正方体Ａ的下表面和正 方体Ｂ的上表面所处的深度相同．设两正方体 密度分别为ρＡ和ρＢ，所受浮力分别为ＦＡ和ＦＢ， 所受重力分别为 ＧＡ和 ＧＢ，下表面所受水的压 强分别为ｐＡ和ｐＢ，下列说法中 （　Ａ　） 　 　　　　　 　　　　 　　　①ρＡ∶ρＢ＝４∶５ ②ｐＡ∶ｐＢ＝４∶９ ③ＦＡ∶ＦＢ＝１∶１ ④ＧＡ∶ＧＢ＝５∶４ Ａ．只有①②正确 Ｂ．只有③④正确 Ｃ．只有②④正确 Ｄ．只有①②③正确 第３题图 　　　 第４题图 ４．（２０２２烟台２６题）在物理课做中学实践活动 中，某活动小组想要用橡皮泥做“船”浮在水面 上，并探究橡皮泥“船”的装载能力．他们用一 块体积为２０ｃｍ３的橡皮泥做成一只“船”，放入 水中漂浮，试着向其中添加物体，发现最多只能 装载２５ｇ的物体，如图所示．查阅资料知道橡皮 泥的密度为１．５×１０３ｋｇ／ｍ３．已知水的密度为 １．０×１０３ｋｇ／ｍ３，ｇ取１０Ｎ／ｋｇ，求： （１）将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为 多少？ （２）这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的 浮力为多少？ （３）该小组同学想提高橡皮泥“船”的装载能力， 请你帮助他们提出一条合理化的建议． 解：（１）橡皮泥浸没在水中时排开水的体积等 于自身体积，即Ｖ排 ＝Ｖ橡， 则根据阿基米德原理，