培优专题二 浮力、压强综合计算（2023.23、2022.25、2021.18、2020.25、2019.25）（课件PPT）-【卓文中考·加速度】2024年云南中考物理复习

2024云南中考 物理 《精讲册》 《精练册》 《玩转教材素材》 《答案精析》 编辑修改 便捷操作 本课件使用WPS2019版本制作，建议老师使用相应软件打开 本课件全文可单击进行编辑修改 目录、返回目录设置对应超链接，点击即可跳转至相应页面；答案添加动画效果，使用更方便 课件说明 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 软件使用 第十章　浮　力（1～8.75分） 培优专题二　浮力、压强综合计算（2023.23、2022.25、2021.18、2020.25、2019.25） 类型1　漂浮、悬浮型 1 2 类型3　压入、下拉型 类型2　悬吊型 3 1.浮力的计算 方法 阿基米德原理法 压力差法 （定义法） 平衡状态下进行受力分析 状态法 称重法 图示及 计算 公式 ⁠ F浮＝G排＝ ρ液gV排 ⁠ F浮＝F向上－F向下 ⁠ ⁠ F浮＝G物＝m物g ⁠ F浮＝G物－F 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 方法 阿基米德 原理法 压力差法 （定义法） 平衡状态下进行受力分析 状态法 称重法 适用 范围 已知物体排开 液体体积V排和液体密度ρ液 已知物体上、下表 面压强及上、下表 面积或上、下表面 所受的压力 已知物体的 重力G物或 质量m物 已知物体的重力 G物及在液体中 物体受到向上的 拉力F 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 2.压力、压强的计算 研究物 体类型 固体 液体 解题 方法 一般先求压力，再求压强 一般先求压 强，再求压力 解题 格式 物体在水平面上，且竖直方向不受其他外力，则压力等于重力，即F压＝G物，压强 p＝ 压强 p＝ρ液gh深， 压力F＝pS 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 漂浮、悬浮型 ⁠ ⁠　如图所示，将体积为0.001 m3的正方体木块，放入盛有水的水槽 中。待木块静止时，其下表面距水面0.06 m，木块受到的浮力为⁠ ⁠N； 木块的密度为⁠ ⁠kg/m3。（已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）  例1题图 6　 0.6×103　 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 第一步，明确运动状态：处于⁠ ⁠（选填“平衡”或“非平 衡”）状态；  第二步，进行受力分析并画出示意图： 第三步，列力的关系式：⁠ ⁠；  第四步，确定浮力的计算公式，并将相关量代入关系式，求解未知量：F浮＝⁠ ⁠，G木＝m木g＝ρ木V木 。  平衡　 G木＝F浮　 ρ水gV排　 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 【针对训练】 1.[2021云南，18]如图所示，水中有一支长14 cm、底部嵌有铁块的蜡烛， 露出水面的长度为1 cm，点燃蜡烛，至蜡烛熄灭时，水对容器底部产生的 压强⁠ ⁠（选填“变大”“变小”或“不变”）。熄灭时蜡烛所剩长 度为⁠ ⁠cm。（ρ蜡＝0.9×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3）  第1题图 变小　 4　 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 2.[2022云南，25]在研究物体的沉浮条件时，一实验小组将一质量为54 g的 橡皮泥放入盛水的水槽中，橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂 浮在水面上呢？他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半 球状“小碗”，将碗口朝上轻轻放在水面上，小碗漂浮。 （ρ泥＝1.2 g/cm3，ρ水＝1.0 g/cm3，g取10 N/kg，半球的体积公式是 V＝πR3，π取3，取1.65） 第2题图 解：（1）橡皮泥放入水槽前，水的深度是0.1 m，由 p＝ρ液gh知，水对水槽底部的压强 p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1.0×103 Pa （1）橡皮泥放入水槽前，水的深度是0.1 m，求水对水槽底部的压强。 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） （2）求橡皮泥的体积。 解：（2）由ρ＝得，橡皮泥的体积 V＝＝＝45 cm3 2.[2022云南，25]在研究物体的沉浮条件时，一实验小组将一质量为54 g的 橡皮泥放入盛水的水槽中，橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂 浮在水面上呢？他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半 球状“小碗”，将碗口朝上轻轻放在水面上，小碗漂浮。 （ρ泥＝1.2 g/cm3，ρ水＝1.0 g/cm3，g取10 N/kg，半球的体积公式是 V＝πR3，π取3，取1.65） 第2题图 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） （3）橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是多少？ 解：（3）橡皮泥“小碗”漂浮时，由物体漂浮条件知 F浮＝G＝mg＝54×10－3 kg×10 N/kg＝0.54 N 2.[2022云南，25]在研究物体的沉浮条件时，一实验小组将一质量为54 g的 橡皮泥放入盛水的水槽中，橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂 浮在水面上呢？他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半 球状“小碗”，将碗口朝上轻轻放在水面上，小碗漂浮。 （ρ泥＝1.2 g/cm3，ρ水＝1.0 g/cm3，g取10 N/kg，半球的体积公式是 V＝πR3，π取3，取1.65） 第2题图 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） （4）橡皮泥“小碗”的厚度d要满足什么条 件，才能够漂浮在水面上？ 2.[2022云南，25]在研究物体的沉浮条件时，一实验小组将一质量为54 g的 橡皮泥放入盛水的水槽中，橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂 浮在水面上呢？他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半 球状“小碗”，将碗口朝上轻轻放在水面上，小碗漂浮。 （ρ泥＝1.2 g/cm3，ρ水＝1.0 g/cm3，g取10 N/kg，半球的体积公式是 V＝πR3，π取3，取1.65） 第2题图 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 解：（4）当橡皮泥“小碗”碗口恰好与水面相平时，橡皮泥“小碗”的厚度d最大，由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排得，V排＝＝V碗＝πR3 带入数据解得R＝0.03 m＝3 cm 橡皮泥“小碗”形状可以改变但橡皮泥总体积不变， 由数学知识知V＝πR3－π（R－d）3 带入数据解得d＝1.35 cm 即当橡皮泥“小碗”的厚度d小于或等于1.35 cm时，才能够漂浮在水面上 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 悬吊型 ⁠ ⁠　如图甲所示，某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金 属块，使其缓慢匀速下降，逐渐浸入平静的水池中，弹簧测力计示数F与 金属块下表面下降高度h的变化关系如图乙所示，忽略金属块浸入水中时 液面高度的变化，求：（ρ水＝1.0×103 kg/m3， g取10 N/kg） 例2题图 （1）金属块所受重力。 （2）h为50 cm时水对金属块下表面的压强。 （3）金属块的密度。（保留两位有效数字） 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 第一步，确定研究对象：以⁠ ⁠为研究对象；  第二步，明确运动状态：金属块匀速下降，始终处于 ⁠ ⁠（选填“平衡”或“非平衡”）状态；  第三步，进行受力分析并画出示意图： 第四步，列力的关系式：⁠ ⁠；  第五步，确定浮力的计算公式，并将相关量代入关系式，求解未知量： F浮＝⁠ ⁠，ρ＝，G＝mg，浸没时V排＝V物。  金属块　 平衡　 G＝F拉，F浮＝G－F拉'　 ρ液gV排　 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） ⁠ ⁠　如图甲所示，某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金 属块，使其缓慢匀速下降，逐渐浸入平静的水池中，弹簧测力计示数F与 金属块下表面下降高度h的变化关系如图乙所示，忽略金属块浸入水中时 液面高度的变化，求：（ρ水＝1.0×103 kg/m3， g取10 N/kg） 例2题图 （1）金属块所受重力。 解：（1）由图象可知，当h为0～10 cm时， 弹簧测力计示数为40 N，此时金属块处于空 气中，根据二力平衡条件可知，金属块的 重力G＝F拉＝40 N 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） （2）由图象可知，h为50 cm时金属块下表面 所处的深度h'＝50 cm－10 cm＝40 cm＝0.4 m 金属块下表面受到水的压强 p＝ρ水gh'＝1.0× 103 kg/m3×10 N/kg×0.4 m＝4 000 Pa （2）h为50 cm时水对金属块下表面的压强。 ⁠ ⁠　如图甲所示，某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金 属块，使其缓慢匀速下降，逐渐浸入平静的水池中，弹簧测力计示数F与 金属块下表面下降高度h的变化关系如图乙所示，忽略金属块浸入水中时 液面高度的变化，求：（ρ水＝1.0×103 kg/m3， g取10 N/kg） 例2题图 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） ⁠ ⁠　如图甲所示，某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金 属块，使其缓慢匀速下降，逐渐浸入平静的水池中，弹簧测力计示数F与 金属块下表面下降高度h的变化关系如图乙所示，忽略金属块浸入水中时 液面高度的变化，求：（ρ水＝1.0×103 kg/m3， g取10 N/kg） 例2题图 （3）金属块的密度。（保留两位有效数字） 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） （3）由图象可知，当h在30～50 cm之间时，弹簧测力计示数为25 N不变，此时金属块浸没水中，则金属块浸没时受到的浮力 F浮＝G－F拉'＝40 N－25 N＝15 N 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，由F浮＝ρ液 gV排可得金属 块的体积V＝V排＝＝＝1.5×10－3 m3 由G＝mg可得，金属块的质量 m＝＝＝4 kg 金属块的密度 ρ＝＝≈2.67×103 kg/m3 例2题图 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 【针对训练】 1.[2023云南，23]如图所示，将重为3 N、底面积为150 cm2装有水的薄壁 （不计厚度）柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上，此时压力传感器的 示数为30 N。用轻质细线悬挂一重20 N、高15 cm、底面积为60 cm2不吸水 的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4 cm，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7 cm时，水面达 到溢水口。已知 ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，求： 第1题图 解：（1）由题意知，溢水杯和杯中水的总重力G＝30 N 则溢水杯对压力传感器的压力F＝G＝30 N 溢水杯对压力传感器的压强 p＝＝＝2×103 Pa （1）圆柱体未浸入水中时，溢水杯对压力传感器的压强。 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） （2）圆柱体未浸入水中时，溢水杯中水的质量。 解：（2）由题意知，溢水杯中水的重力G'＝30 N－3 N＝27 N 溢水杯中水的质量m＝＝＝2.7 kg 1.[2023云南，23]如图所示，将重为3 N、底面积为150 cm2装有水的薄壁 （不计厚度）柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上，此时压力传感器的 示数为30 N。用轻质细线悬挂一重20 N、高15 cm、底面积为60 cm2不吸水 的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4 cm，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7 cm时，水面达 到溢水口。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，求： 第1题图 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） （3）圆柱体刚好浸没时，细线对圆柱体的拉力。 解：（3）圆柱体刚好浸没水中时排开水的体积 V排＝V＝Sh＝60 cm2×15 cm＝900 cm3 圆柱体受到水的浮力 F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×900×10－6 m3＝9 N 细线对圆柱体的拉力F拉＝G圆柱体－F浮＝20 N－9 N＝11 N 1.[2023云南，23]如图所示，将重为3 N、底面积为150 cm2装有水的薄壁 （不计厚度）柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上，此时压力传感器的 示数为30 N。用轻质细线悬挂一重20 N、高15 cm、底面积为60 cm2不吸水 的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4 cm，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7 cm时，水面达 到溢水口。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，求： 第1题图 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 1.[2023云南，23]如图所示，将重为3 N、底面积为150 cm2装有水的薄壁 （不计厚度）柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上，此时压力传感器的 示数为30 N。用轻质细线悬挂一重20 N、高15 cm、底面积为60 cm2不吸水 的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4 cm，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7 cm时，水面达 到溢水口。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，求： 第1题图 （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。 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 解：（4）因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4 cm，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7 cm时，水面达到溢水口，则圆柱体从接触水面到水面上升到溢水口过程中下降的高度 h下＝7 cm－4 cm＝3 cm，设此过程中水面上升的高度为Δh，则水面上升到溢水口时圆柱体浸入水中的深度 h浸＝h下＋Δh＝3 cm＋Δh 根据V排的两种计算方法可得 V排＝S杯Δh＝S物h浸＝S物×（3 cm＋Δh） 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 代入数据可得150 cm2×Δh＝60 cm2×（3 cm＋Δh） 解得Δh＝2 cm 此时圆柱体浸入水中的深度 h浸＝h下＋Δh＝3 cm＋2 cm＝5 cm＜H物＝15 cm 当圆柱体继续下降直至刚好浸没过程中，虽然有水溢出，但溢水杯内水的深度不变，所以圆柱体从初始位置到刚好浸没，溢水杯内水面上升的高度 Δh＝2 cm＝0.02 m，则整个过程中水对溢水杯底部压强的变化量 Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m＝200 Pa 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 2.[2019云南，25]某水底打捞作业中，需将一长方体石柱从水底匀速打捞出 水，如图是吊车钢丝绳拉力F 随石柱下表面距水底深度h变化的图象，（水 的阻力忽略不计，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）求： （1）石柱浸没在水中受到的浮力。 解：（1）石柱浸没在水中受到的浮力 F浮＝G－F＝12 500 N－7 500 N＝5 000 N 第2题图 （2）石柱未露出水面前，在水中上升2 m钢丝绳 拉力所做的功。 解：（2）石柱未露出水面前，在水中上升2 m，钢丝 绳拉力所做的功W＝Fs＝7 500 N×2 m＝15 000 J 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） （3）在水底时石柱上表面受到的水的压强。 解：（3）在水底时石柱上表面距水面的深度 h＝h2－h1＝5 m－2 m＝3 m 故在水底时石柱上表面受到的水的压强 p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3 m＝3×104 Pa 第2题图 2.[2019云南，25]某水底打捞作业中，需将一长方体石柱从水底匀速打捞出 水，如图是吊车钢丝绳拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图象，（水 的阻力忽略不计，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）求： 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 压入、下拉型 ⁠ ⁠　如图所示，容器底面积为100 cm2，体积为500 cm3的长方体木块浸 没在装有水的柱形容器中，细线对木块的拉力为3 N，此时水的深度为 20 cm。木块受到水的浮力为⁠ ⁠N，木块的密度是⁠ ⁠kg/m3 。 （ρ水＝1.0×103 kg/m3）  例3题图 5　 0.4×103　 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 第一步，确定研究对象：以⁠ ⁠为研究对象；  第二步，明确运动状态：木块静止，处于⁠ ⁠（选填“平衡”或“非 平衡”）状态；  第三步，进行受力分析并画出示意图： 第四步，列力的关系式：⁠ ⁠；  第五步，确定浮力的计算公式，并将相关量代入关系式， 求解未知量：F浮＝⁠ ⁠。  木块　 平衡　 F浮＝G物＋F拉　 ρ液 gV排　 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） ⁠ ⁠　如图甲，水面上漂浮一个木块，在木块上放一个质量为4 kg的物体 A，木块正好全部没入水中，如图乙，若在木块下挂一个密度为 5×103 kg/m3的合金块B，木块悬浮在水中，如图丙，求合金块的质量。 （ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg） 例4题图 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 第一步，确定研究对象：分别以木块和物体A，木块和合金块B为整体作 为研究对象； 第二步，明确运动状态：分别为漂浮和悬浮，处于⁠ ⁠ （选填“平衡”或“非平衡”）状态；  第三步，进行受力分析并画出示意图： 第四步，列力的关系式：⁠ ；  第五步，确定浮力的计算公式，并将相关量代入关系式，求解未知量： F浮1＝⁠ ⁠，F浮2＝⁠ ⁠。  平衡　 F浮1＝G木＋GA，F浮2＝G木＋GB　 ρ水gV木　 ρ水g（V木＋VB）　 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 解：设木块的质量为m木，合金块的体积为VB，则有 （mA＋m木）g＝F浮1＝ρ水gV木 （m木g＋ρgVB）＝F浮2＝ρ水g（V木＋VB） 代入数据，联立可得ρVB＝4 kg＋ρ水VB 则可解得VB＝＝＝1×10－3 m3 则合金块的质量m＝ρVB＝5×103 kg/m3×1×10－3 m3＝5 kg 例4题图 ⁠ ⁠　如图甲，水面上漂浮一个木块，在木块上放一个质量为4 kg的物体 A，木块正好全部没入水中，如图乙，若在木块下挂一个密度为 5×103 kg/m3的合金块B，木块悬浮在水中，如图丙，求合金块的质量。 （ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg） 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） 【针对训练】 1.[2023曲靖市沾益区模拟]在水平桌面上有一个盛有水的容器，木块用细线系住没入水中，如图甲。将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，且有 的体积露出水面，如图乙。下列说法正确的是（　C　） A.甲、乙两图中，水对容器底部的压强大小相等 B.水和木块的密度之比为5∶2 C.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是2∶5 D.甲图中容器对桌面的压力小于乙图中容器对桌面的压力 第1题图 C 卓文中考·加速度 物理 2024云南中考 第十章　浮　力（1～8.75分） $$