第十章 浮力 专题九 综合模型问题第1课时 加水放水问题 2023－2024学年人教版物理八年级下册

第十章 浮力 专题九 综合模型问题 第1课时 加水放水问题 1 题型1 不含绳的加水放水问题 方法指导 向放置有物块的容器中加水时,起初加入的水是用来填充 物块与容器之间的空间,如果物块的密度比水的密度大,那么 当液面没过物块顶部后会出现拐点,之后加入的水将用以填充 整个容器的空间;如果物块的密度比水的密度小,当物块恰好 漂浮时会出现拐点,之后再加水,物块将与水面同步上浮,加 入的水将用以填充整个容器的空间。掌握临界点的判断是解决 此类问题的关键,放水时,采用逆向思维即可解决相应问题。 1.[2023 九龙坡区模拟]如图甲所示,水平放置的容器里有一个 重为 、棱长为 的正方体物块 , 与容器底部不 密合。以 的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度 随时间 的变化关系如图乙所示 取 ,则( ) 3 甲 乙 4 A.当 时,物块 所受的浮力为 B.当 时,物块 在水中处于沉底状态 C.图乙中 的值是8 D.当 时,水对容器底部的压力大小是 √ 5 2.如图甲所示,左上方装有电子阀门的柱形容器放在水平桌面 上,容器底部放有一个密度很大的圆柱形铁块(非紧密接触), 控制阀门,使容器中相同时间内流入的水量相等,注水直至图 乙所示的状态。下列几个选项分别表示:容器对桌面的压强 、 水对容器底的压强 、铁块受到的浮力 和水对容器底部的 压力 随时间 变化的关系图象,其中可能正确的是( ) 6 甲 乙 A.&1& B.&2& C.&3& D.&4& √ 7 3.在一个圆柱形容器内放入一体积为 的圆柱形物体, 现打开容器底部的阀门不断放水,如图所示,将剩余水的总体 积 和所对应的水的深度 记录在下表中, 取 ,则 下列判断中正确的是( ) 360 300 240 180 120 60 25 22 19 15 10 5 8 A.容器的底面积 为 B.物体的密度为 C.物体的底面积 为 D.若容器中液体的密度为水的2倍,圆柱形物体的密 度变为原来的2倍,形状不变,重做上述实验,表格 中的数据不变 √ 9 4.如图所示,一圆柱形容器的底面积为 ,重 ,把它放在水平桌面上。 容器内放置一棱长为 、密度为 600 0.06 200 的正方体木块。向容器内慢慢注水,恰好使 木块对容器底的压力为零,此时木块下表面受到水的压强为 _ ,容器内水深为_ 。向容器内慢慢注入 水时,木块对容器底部的压强为_ 。 取 10 5.[2021 重庆十八中模拟]如图甲所示,一薄壁圆柱形容器足够 深,容器底面积为 ,容器内放有棱长为 的均匀 正方体物块 (不吸水),随后慢慢向容器中加水,在加水的 过程中,物块 对容器底的压强 与所加水的质量 的关系如 图乙所示,在整个过程中没有水溢出,且物块 的底面始终与 容器中的水面平行。 取 。求: 11 甲 乙 12 (1)物块 的密度; [答案] [解析] 由题图乙可知,当不加水时,物块 对容器底部的压 强 物块 所受的重力 13 物块 的质量 物块 的密度 14 (2)加 的水时,物块 受到的浮力; [答案] [解析] 由题图乙可知,当加入水的质量为 时,物块 对 容器底部的压强刚好为0,说明此时物块 刚好漂浮,则加入 水的质量为 时,物块 还没有漂浮,即处于沉底状态 (但有部分体积露出水面),由 可得,加 的水时, 水的体积 15 物块 的底面积 此时水的深度 物块 下表面受到的水的压强 根据浮力产生的原因可知,此时物块 受到的浮力 (3)若向容器内加 的水,容器底部受到的水的压强。 [答案] [解析] 当加入水的质量为 时,物块 恰好漂浮,所受浮 力 设此时水的深度为 ,有 解得 加 的水时物块 刚好漂浮,水的质量从 增大到 ,物块 缓慢上浮,且浸入水中的深度不变,此时相当 17 于在物块 下面加 水,由 和 可知,物块 下表面以下水的深度 水的总深度 容器底部受到水的压强 题型2 含绳的加水放水问题 方法指导 理解加水时会出现的四个临界条件(含绳) :加水过程中物体 受到的浮力。 :加水过程中液体对容器底的压强。 绳上拉力的特点:只提供拉力(只能沿绳并指向绳收缩的方 向)。 ① 尚未漂浮; ② 刚好漂浮; ③ 线尚未拉直; ④ 线刚好拉直; ⑤ 尚未浸没; ⑥ 刚好浸没; ⑦ 尚未溢出; ⑧ 刚好溢出。 6.[2023 实验外国语学校阶段练习改编]将一圆柱形木块用细线 拴在容器底部,容器中开始时没有水,往容器中逐渐加水至图 甲所示的位置,在这一过程中,木块受到的浮力随容器中水的 深度的变化图象如图乙所示,则由图乙得出的以下信息正确的 是 取 ( ) 23 甲 乙 24 A.木块所受的重力为 B.木块的底面积为 C.细线对容器底部的最大拉力为 D.木块的密度为 √ 25 7.[2022 南川区期末]如图所示,容器底的面积为 ,