2024年中考物理一轮复习 微专题(六)　浮力、压强的综合计算

微专题(六)　浮力、压强的综合计算 类型一　漂浮类 1.如图所示，放置在水平桌面上的柱形容器中装有适量的水，把质量为300 g的木块浸入水中，木块静止时有 的体积露出水面，此时容器中水的深度为20 cm，已知容器底面积为300 cm2，容器重3 N，(g取10 N/kg)求： (1)木块受到的浮力。 (2)木块的密度。 (3)容器对桌面的压强。 解：(1)由题意可知，木块静止时漂浮，由物体的浮沉条件可知，木块受到的浮力F浮等于木块的重力G木，即F浮＝G木＝m木g＝0.3 kg×10 N/kg＝3 N。 (2)由F浮＝ρ液gV排可得，木块排开水的体积V排＝＝3×10－4 m3，则木块的体积V木＝＝5×10－4 m3，故由ρ＝可得，木块的密度ρ木＝＝0.6×103 kg/m3。 (3)由题意可知，容器中水的体积V水＝3×10－2 m2×0.2 m－3×10－4 m3＝5.7×10－3 m3，由ρ＝可得，容器中水的质量m水＝ρ水V水＝1×103 kg/m3×5.7×10－3 m3＝5.7 kg，则容器中水的重力G水＝m水g＝5.7 kg×10 N/kg＝57 N，由受力分析可知，容器对桌面的压力F压等于容器、水与木块的重力之和， 即F压＝G木+G容＝3 N+57 N+3 N＝63 N，由p＝可得，容器对桌面的压强p＝＝2 100 Pa。 2.小丽想测一测家中空食品盒在水中漂浮时的装载质量。她将水平桌面上一个高为10 cm、底面积为200 cm2、重为2 N的圆柱形平底空食品盒放入装水的桶中，桶中水足够深，食品盒下表面始终与水面平行，如图所示。ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： (1)空食品盒在水平桌面上时，对桌面的压强。 (2)空食品盒放入水中后，浸入水中的深度。 (3)食品盒在水中漂浮时能够装载的最大质量。 解：(1)空食品盒在水平桌面上时，对桌面的压强p＝＝100 Pa。 (2)根据物体的浮沉条件可知，空食品盒漂浮在水中时受到的浮力F浮＝G盒＝2 N，空食品盒排开水的体积V排＝＝2×10－4 m3，空食品盒浸入水中的深度h＝＝0.01 m。 (3)当食品盒的上表面刚好与水面相平时，食品盒受到的浮力最大，此时食品盒排开水的体积V排'＝Sh'＝200×10－4 m2×0.1 m＝0.002 m3，食品盒受到的最大浮力F浮'＝ρ水gV排'＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.002 m3＝20 N，食品盒能够装载的最大重力G物＝F浮'－G盒＝20 N－2 N＝18 N，装载物体的最大质量 m物＝＝1.8 kg。 3.如图甲，用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下，静止时测力计读数为3 N；如图乙，将该木块静置于平放的盛水容器中，木块有 的体积露出水面；如图丙，用竖直向下的力F压该木块时，木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，求： (1)图乙中木块所受的浮力大小。 (2)木块的体积。 (3)木块的密度。 (4)图丙中F的大小。 解：(1)因为弹簧测力计的示数是3 N，又因为木块漂浮，故G＝F浮，所以题图乙中木块的浮力为3 N。 (2)因为V排＝V木，则木块的体积为 V木＝＝0.5×10－3 m3。 (3)木块的质量m＝＝0.3 kg， 木块的密度ρ木＝＝0.6×103 kg/m3。 (4)用竖直向下的力F将木块缓慢压入水中，静止时，木块上表面恰好与水面相平，此时物体排开水的体积V排＝V木＝0.5×10－3 m3，此时物体受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5×10－3 m3＝5 N，根据F+G＝F合可知，竖直向下的力F＝F合－G＝5 N－3 N＝2 N。 4.小明在盛有水的烧杯中放入一枚质量为52.5 g、体积为50 cm3的鸡蛋，静止时如图甲所示；在水中缓慢加入食盐，使其溶解，鸡蛋静止时如图乙所示；继续加入食盐，鸡蛋静止时有 的体积露出液面，此时液体的深度h＝10 cm，如图丙所示。其中g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3，求：   (1)图甲中鸡蛋受到的浮力。 (2)图乙中盐水的密度。 (3)图丙中盐水对烧杯底部的压强。 解：(1)鸡蛋受到水的浮力F浮＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×50×10－6 m3＝0.5 N。 (2)题图乙中，鸡蛋处于悬浮状态，鸡蛋的密度与盐水的密度是相同的，所以盐水的密度ρ盐水＝ρ鸡蛋＝＝1.05 g/cm3＝1.05×103 kg/m3。 (3)鸡蛋漂浮在盐水面上，F浮乙＝G，由F浮＝ρ液V排g和G＝mg可知，ρ盐水gV＝mg，则盐水的密度ρ盐水＝＝1.2 g/cm3＝1.2×103 kg/m3，题图丙中盐水对烧杯底部的压