内容正文:
压轴题07 压强与浮力综合计算
1. 结合单个实际物体(或模型)的漂浮、悬浮等状态,通过分析不同状态浮力与重力关系进行计算 ;
2. 结合外力作用下(绳子拉、手压等)的物体通过受力分析计算所受外力、浮力、自身重力大 小等物理量;
3. 结合弹簧测力计,通过分析物体进水(出水)前后弹簧测力计示数变化(图像),计算相关物理量;
4. 结合外力(上端绳拉、手放、升高或降低容器高度等)作用,通过分析物体进水(出水)前后的变化,计算相关物理量;
5. 结合单个物体(两个相连物体),通过分析容器阀门开关(向容器注水)前后物体所受浮力 (浸没体积)变化,计算相关物理量;
6. 结合绳拉(弹簧连接、硬杆连接)物体,通过分析容器阀门开关(向容器注水)及绳子断裂 (弹簧弹力大小、硬杆支持力)前后,物体所受浮力、液面高度等,计算相关物理量,涉及相关图像分析.
1、浮沉状态受力分析及计算
状态
漂浮
悬浮
受向下的 力且浸没
受向上的 力且浸没
沉底
受力分
析示意图
F浮=GAF。
G
F浮=GF;
F浮=G-F拉
F#
F浮=G+F压
G
F浮=G-F支
计算公式
F浮=ρ液gV排
F浮=ρ液gV排=ρ液gV物
2、物体入液体受力分析及计算(出水、入水类)
状态
物体恰好
接触液面
物体开始浸入液体中 但未完全浸没
物体恰好浸没
物体沉底
受力分
析图
绳 拉 力 F拉 = G物
浮力F浮=0
绳拉力F拉=G物 - F浮
浮力F浮=ρ液gS物h浸
绳拉力F拉=G物 - F浮
浮力F浮=ρ液gV物
支 持 力F支=G物 - F浮
浮力F浮=ρ液gV物
相关物
理量计
算
/
液面上升高度(h₂-h₁)
液面上升高度(h3-h₁)
/
容器对桌面的压服变化量
容器对桌面的压强 变化量
整个过程容器底部受到的液体压强的变化量△p=p波g(h₃-h₁)
注:出液体过程可以看作入液体过程的逆过程。
3、物体注液受力分析及计算(注水、排水类)
状态
物体刚好漂浮
细绳刚好被拉直
物体刚好被浸没
浸没后继续加水
受力分
析图
相关物
理量计
算
△V注液1=h浸(S容-S物)
△V注液2=h绳S容
△V注液3=△h₃ (S容-S物)
△V注液4=△h₄S容
绳拉力F拉=0
浮力F浮=ρ液gS物h浸
绳拉力F拉=0
浮力F浮=ρ液gS物h浸
F拉+G物=F浮
浮力F浮=ρ液gV物
绳拉力F拉=
ρ液gV物-G物
F拉+G物=F浮
浮力F浮=ρ液gV物
绳拉力F拉=
ρ液gV物-G物
整个过程容器底部受到的液体压强的变化量△p=ρ液g(△h₄+△h₃+△h₂)
注:排液过程可以看作注液过程的逆过程。
目录:
01 入水问题
02 出水问题
03 注水问题
04 抽水问题
05 入水、注水综合(含换位、叠放问题)
06 电学在压强与浮力中的应用
07 杠杆在压强与浮力中的应用
08 滑轮在压强与浮力中的应用
09 含细绳问题
10 按压问题
11 两物块连体问题
12 生活情景中的综合计算题
01 入水问题
1.(2024·湖北省直辖县级单位·模拟预测)如图所示,将重为、底面积为的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯装入一定量的水,放置在水平的压力传感器上(压力传感器的表面足够大),压力传感器的示数为。用轻质细线悬挂一重、高,底面积为不吸水的圆柱体,初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降时,水面达到溢水口。求:
(1)只将圆柱体放在压力传感器的正中央时,圆柱体对传感器的压强;
(2)未浸入水中时,溢水杯中水的质量;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。
2.(2024·广西贺州·一模)有一个放在水平桌面上,底面积为10﹣2m2的薄壁柱形容器。其底部放置一个不吸水的实心均匀圆柱体物块A(如图甲所示),A的底面积为5×10﹣3m2,高为0.1m,密度为ρA=2.0×103kg/m3。现用细线把物块A悬挂固定在柱形容器正上方,往柱形容器加水,当物块A有浸入水中时,停止加水,此时容器内水深0.16m(如图乙所示),使物块A下落至容器底(物块A始终处于竖直状态,且水始终未溢出容器)。求:
(1)如图甲所示,物块A对容器底部的压强;
(2)当物块A有的体积浸入水中时,物块A受到的浮力大小;
(3)物块A下落至容器底静止后,其底部受到水向上的压力。
3.(2024·湖南衡阳·一