专题10 压强与浮力综合计算（注水、排水问题） 【五大题型】-2023-2024学年八年级下册物理《压轴挑战》培优专题训练（苏科版）

专题10 压强与浮力综合计算（注水、排水问题） 【五大题型】 一．注水模型类（共9小题） 二．排水模型类（共8小题） 三．出入水模型类（共5小题） 四．漂浮模型类（共7小题） 五．实际应用类（共7小题） 一．注水模型类（共9小题） 1．如图甲所示，体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底，一端与不吸水的实心正方体A固定。现缓慢向容器中加水，当水深为15cm时正方体A刚好浸没，杆B受到正方体A的作用力F随注水深度变化的图像如图乙所示。求； （1）物体A重力； （2）物体A的密度； （3）当F大小为0时，容器底部受到水的压强。 2．现有一个超薄材料制成的圆柱形容器，其下端封闭，上端开口，底面积S＝200cm2，另一个实心均质圆柱体A，密度ρ＝0.8×103kg/m3，底面积S1＝125cm2，高度h＝20cm，将A放入圆柱形容器中（如图甲所示），现缓慢向容器中加水。g取10N/kg。 （1）往容器中注水前，求A对容器底部的压强； （2）当圆柱体A对底部压力为零时，求注入水的体积； （3）当圆柱体A对底部压力为零时，停止注水，并将A浸入水部分的一半截取下来并取出（如图乙阴影部分），求此时水对容器底部的压强。 3．如图甲所示，有一正方体物块A，其密度大于水的密度，把它挂在一轻质弹簧下，物块静止时，弹簧伸长ΔL1＝40cm；物块A的正下方水平桌面上有一个圆柱形容器，如图乙，现在往容器中缓慢注入水，使水面刚好淹没物块A，此时弹簧伸长ΔL2＝30cm，这时容器中的水面距容器底高度是40cm；丙图是轻质弹簧受到的弹力F与弹簧伸长ΔL关系。（本题物块A对水没有吸附性，始终保持上下表面与水平面平行；轻质弹簧一直完好无损，受力时只在竖直方向变化；水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求： （1）物块A的质量； （2）物块A下表面在水中所受到水的压强。 4．如图甲所示，圆柱形容器内放入一个体积为200cm3的长方体A，已知ρA＜ρ水。现不断往容器内注水，并记录水的总体积V和水所对应的深度h，V和h的对应关系如图乙所示（ρ水＝1.0×103kg/m3）。求： （1）当h＝21cm时，水对杯底的压强； （2）当h＝21cm时，水对杯底的压力； （3）此过程中，长方体受到的最大浮力。 5．小明在实验室模拟研究浮箱种植的情境。他将薄壁柱形容器置于水平桌面上，A是边长为10cm密度均匀的正方体浮箱模型，通过一根长为5cm的细线连接着底面积为25cm2的柱形物体B，先将A、B两物体叠放在容器中央，物体B未与容器底紧密接触，然后缓慢向容器中注水，注水过程中正方体A一直保持竖直状态。当水的深度为12cm时，绳子处于自由状态，如图甲所示，此时物体B对容器底的压力为1.7N；继续向容器中注水，整个注水过程中正方体A所受浮力F与水的深度h的关系图象如图乙所示，水未溢出。（细线不可伸长，且质量、体积不计）求： （1）图甲所示水对容器底的压强； （2）物体B的密度； （3）图乙中ℎ2的值。 6．如图甲所示装置，由两个柱形容器连接而成（容器足够高），其底面积为400cm2，用轻质细绳连接不吸水密度均匀的实心正方体A，使其悬停于容器中，容器上方有一水龙头，现打开水龙头以100cm3/s往容器内注水，图乙是水对容器底部的压力与时间的变化图像，图丙是细绳对物体拉力与时间的变化图像，求： （1）正方体A刚好浸没时所受到的浮力； （2）当t＝12s时，水对容器底的压力； （3）当t＝19s时立即停止注水，剪断细线，待正方体A稳定后，A对容器底的压强。 7．在物理课外拓展活动中，力学兴趣小组的同学进行了如图甲的探究。用不可伸长的细线P将A、B两个形状相同的不吸水的长方体连接起来，再用不可伸长轻质细杆Q将A、B两物体悬挂后，放入底面积S＝300cm2的圆柱形容器中，细杆Q上端接有一个力传感器，初始时B物体与容器底刚好接触但没有压力。从t＝0时开始向容器内匀速注水（水始终未溢出），注水速度：v＝120cm3/s。已知A、B两物体的底面积SA＝SB＝100cm2，ρA：ρB＝2：5，ρB＝1.25×103kg/m3，mA＝400g，细线P长度为8cm，取g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3。求： （1）A物体的体积； （2）t＝14s时，B物体受到的浮力； （3）现从水刚好到A的下表面开始计时，到A刚好浸没为止，写出力传感器的示数随时间变化的函数关系式。 8．如图所示，A、B两物体都是质量均匀的正方体，棱长都为2cm，A、B的质量分别为1.6g、12.8g，将长度为2cm的细线两端分别固定在物体A、B表面的中央，构成一个连接体放入底面积为32cm2，自重为0.176N的圆柱体容器中，小亮同学把连接体按照图所示的方式放置在容器中，A、B两物体和绳子都