专项突破4 浮力、压强的综合计算-【一战成名新中考】2024广西中考物理·培优册优质课件PPT

第一部分 重难知识培优加练 专项突破4 浮力、压强的综合计算 （针对中考30题专练） 广西物理 物理 1 模型1 入水、出水型 1. [2023遂宁改编]小刘应用图甲所示器材进行如下探究：升降台 上放 置轻质薄壁柱形容器，容器底面积为 ，内装 深的水；将弹 簧上端固定在力传感器上，下端悬挂重 、高 、横截面积为 的长方体石块，石块下表面刚好与 水面接触；已知弹簧伸长量 与受到的拉 力 的关系如图乙所示.将升降台 缓慢升 高（全过程水不会溢出），当传感器显示拉 力为 时（不计弹簧自重），求： ， 取 甲 乙 2 （1）此时石块受到的浮力； 解：拉力为 时，由力的平衡条件可知， 此时石块受到的浮力： ； （2）与升降台升高前相比，容器底部对升降台 的压强变化量； 解：由于力的作用是相互的，所以，石块对水的压力 ， 与升降台升高前相比，容器底部对升降台 的压力变化量： ， 则容器底部对升降台 的压强变化量： ； 3 （3）升降台 升高的高度. 解：由 可知，石块排开水的体积： ， 由 可知，石块下表面距水面的高度： ， 容器中水的体积： ， 此时容器中水的深度： ， 则石块底部到容器底部的距离： ， 4 设石块下表面刚好与水面接触时石块下表面到传感器的距离为 ， 则石块下表面刚好与水面接触时，升降台 到传感器的距离： ， 石块放入水中后，弹簧受到的拉力减小量： ， 由图乙可知，此时弹簧伸长量的减小值： ， 升降台 升高后，升降台 到传感器的距离： ， 则升降台 升高的高度： . 模型2 注水、排水型 2. 一底面积为 的容器放置在水平地面上，其内放有一创意“潜艇”模 型.“潜艇”是由高 、底部嵌有金属块的塑料制成的柱体，如图甲所示. 缓慢向图甲容器中注水，其注水质量 与容器中水的深度 的关系图像如 图乙所示.当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分在水中恰好悬浮，如图 丙所示，测得“潜艇”剩余部分的质量为 .已知塑料的密度 ， ， 取 ，求： 6 （1）停止注水时水对容器底部的压强； 解：由图乙可知，停止注水时，水的深度 ， 由 可知，水对容器底部的压强 ; （2）图丙中“潜艇”剩余部分悬浮在水中时受到的浮力； 解：由题知，“潜艇”剩余部分的质量为 ， 剩余部分放入水中恰好悬浮，此时“潜艇”受到的浮力 ; 7 （3）“潜艇”水平切掉的高度 以及图乙中 的值. 解：由图乙可知，当注入水的深度在 时，图像出现拐点，且此后注 入相同深度的水时,水的质量增量比水深在 之前水的质量增量大， 而“潜艇”高是 ，所以，当注入水的深度 时，“潜艇”恰 好处于漂浮状态,由漂浮条件有 ， 所以 ， 即 …①, 当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮，有 ，即 …②, 8 联立①②，化简解得 , 将 代入②，解得 ， 所以“潜艇”恰好处于漂浮状态时注入水的体积 , 此过程中注水的质量 . 9 3. 小明同学借助力传感开关为自家太阳能热水器设计向水箱注水的自动控 制简易装置.装置示意图如图所示，太阳能热水器水箱储水空间是长方体. 考虑既充分利用太阳能又节约用水，小明设计水箱储水最低深度是 ， 最高深度是 （图中未标注最高和最低水位线），力传感开关通过细 绳在水箱内悬挂一根细长的圆柱形控制棒，当拉力 时，打开水 泵开关向水箱注水，当拉力 时，关闭水泵 开关停止注水.已知控制棒重 ，高为 ， 不计细绳质量与体积.小明完成设计和安装，自动控 制简易装置按照设计正常工作. , 取 求： 第3题图 10 （1）水箱底受到水的最大压强； 解：由题意知，储水最高深度是 ，故水箱底受到水的最大压强： ； （2）控制棒排开水的最小体积； 解：当细绳拉力 达到 时，开始注水，此时控制棒受到的浮力最小， 故控制棒受到的最小浮力： ， 根据阿基米德原理可知，控制棒排开水的最小体积： ； 11 （3）控制棒的密度. 解：当细绳拉力 达到 时，停止注水，此时控制棒受到的浮力最大， 故控制棒受到的最大浮力： ， 根据阿基米德原理可知，控制棒排开水的最大体积： ， 控制棒排开水的体积的最大变化量： ， 12 由题意可知，当控制棒排开水的体积最小时，水面高度最低，为 ， 当控制棒排开水的体积最大时，水面高度最高，为 ，故水面高度的 最大变化量： ， 故控制棒的横截面积： ， 控制棒的体积： ， 控