专项突破4 浮力、压强、密度的综合计算-【一战成名新中考】2024河北中考物理·分层作业本

分层作业本·河北物理 模 块 四 力 学 专项突破４　 浮力、压强、密度的综合计算 （一）常考模型专练 要点攻关：浮力模型中的受力分析 【漂浮模型】如图１所示，重为Ｇ的物体漂浮在水 面上，则物体受到的力有重力Ｇ、浮力Ｆ浮，各力之 间的关系为 Ｆ浮 ＝Ｇ，物体排开水的体积为 Ｇ ρ水 ｇ ． （下面试题参照本题格式填写） 图１ 　 图２ 　 图３ 　 图４ 图５ 　 图６ 　 图７ （１）【悬浮模型】如图２所示，重为Ｇ的物体悬浮在 水中，则物体受到的力有重力Ｇ、浮力Ｆ浮，各力之间 的关系为　　　　　　，物体排开水的体积为 　　　　　　． （２）【沉底模型】如图３所示，将重为 Ｇ的小球放 入水中，小球沉底，小球受到的力有重力 Ｇ、浮力 Ｆ浮、支持力 Ｆ支，各力之间的关系为　　　　　， 物体排开水的体积为　　　　　　． （３）【弹簧测力计模型，物体密度大于液体密度】 如图４所示，用弹簧测力计拉着重为Ｇ的物体浸 入水中，物体受到的力有重力Ｇ、浮力Ｆ浮、弹簧测 力计 的 拉 力 Ｆ拉，各 力 之 间 的 关 系 为 　　　　　　，物 体 排 开 水 的 体 积 为 　　　　　　． （４）【下压模型，物体密度小于液体密度】如图５ 所示，重为Ｇ的物体在力 Ｆ的作用下浸入水中， 物体受到的力有重力Ｇ、浮力Ｆ浮、竖直向下的压 力Ｆ，各力之间的关系为　　　　　　，物体排开 水的体积为　　　　　　． （５）【拉拽模型，物体密度小于液体密度】如图６ 所示，重为Ｇ的物体被细线拉住浸没在水中，物 体受到的力有重力 Ｇ、浮力 Ｆ浮、细线的拉力 Ｆ拉， 各力之间的关系为　　　　　　，物体排开水的 体积为　　　　　　． （６）【叠放模型】如图７所示，物体Ｂ受到的力有重 力ＧＢ、物体Ａ对物体Ｂ竖直向上的支持力Ｆ支，各力 之间的关系为　　　　．物体Ａ受到的力有重力 ＧＡ、浮力Ｆ浮Ａ、物体 Ｂ对物体 Ａ竖直向下的压力 Ｆ压，各力之间的关系为　　　　　　　　　　， 物体Ａ排开水的体积为　　　　． １．（漂浮模型）（２０２３宜宾改编）如图甲所示，将 一不吸水重为３Ｎ的木块静置于平放的盛水 容器中，木块有 ２ ５的体积露出水面；已知水的 密度为１．０×１０３ｋｇ／ｍ３，ｇ取１０Ｎ／ｋｇ，求： （１）木块所受的浮力大小； （２）木块的体积； （３）木块的密度； （４）（下压模型）如图乙所示，用竖直向下的力 Ｆ压该木块，若要让木块浸没在水中且静止， 求Ｆ为多少Ｎ？ （５） 较难 （叠放模型）将长方体木块换成 边长为０．１ｍ的正方体木块，静止时有３５浸入 水中，则正方体木块的质量为多少 ｋｇ？在正 方体木块上表面中央平放一块长１５ｃｍ、                                                                      宽 ４９ 分层作业本·河北物理 模 块 四 力 学 ５ｃｍ的砖块，静止时正方体木块刚好全部浸 入水中，如图丙所示，求砖块的质量． 甲 　　 乙 　　 丙 第１题图 解：（１）木块受到的浮力为３Ｎ．（详见解析） （２）图甲中木块排开水的体积 Ｖ排 ＝ Ｆ浮 ρ水 ｇ ＝ ３Ｎ １×１０３ｋｇ／ｍ３×１０Ｎ／ｋｇ ＝３×１０－４ｍ３，因为 木块有 ２ ５的体积露出水面，则木块排开水的体 积Ｖ排 ＝（１－ ２ ５）Ｖ木，则Ｖ木 ＝ ５ ３Ｖ排 ＝ ５ ３×３× １０－４ｍ３＝５×１０－４ｍ３． （３）木块的密度为 ０．６×１０３ｋｇ／ｍ３．（详见 解析） （４）竖直向下的力Ｆ为２Ｎ．（详见解析） （５）正方体木块排开水的体积Ｖ排′＝ ３ ５Ｖ正木 ＝ ３ ５×（０．１ｍ） ３＝６×１０－４ｍ３，则正方体木块受 到的浮力 Ｆ浮甲 ＝ρ水ｇＶ排′＝１．０×１０ ３ｋｇ／ｍ３× １０Ｎ／ｋｇ×６×１０－４ｍ３＝６Ｎ，正方体木块漂 浮，则受到的浮力和自身的重力相等，则正方 体木块的重力Ｇ木 ＝Ｆ浮甲 ＝ｍ木ｇ＝６Ｎ，则正方 体木块的质量 ｍ木 ＝ Ｇ木 ｇ＝ ６Ｎ １０Ｎ／ｋｇ＝０．６ｋｇ； 在正方体木块上表面放上砖块，静止时正方 体木块刚好浸没在水中，则其受到的浮力 Ｆ浮 ＝ρ水ｇＶ正木 ＝１．０×１０ ３ｋｇ／ｍ３×１０Ｎ／ｋｇ× （０．１ｍ）３＝１０Ｎ，又因为正方体木块和砖块 整体处于漂浮状态，则整体受到的浮力和整 体的重力相等，所以砖块的重力 Ｇ砖 ＝Ｇ总 － Ｇ木 ＝Ｆ浮 －Ｆ浮甲 ＝１０Ｎ－６Ｎ＝４Ｎ，则砖块的 质量ｍ砖 ＝ Ｇ砖 ｇ＝ ４Ｎ １０Ｎ／ｋｇ＝０．４ｋｇ． ２．（悬浮模型）（２０２３唐山路南、路北区统考一模 改编）图示是放在水平桌面上的空腔“浮沉 子”的示意