期末重难强化练十　压强、浮力的综合计算课件2023-2024学年沪科版八年级全一册物理

期末重难强化练十　 压强、浮力的综合计算 类型一　水面漂浮类 1.随着生态环境的改善,青海省化隆县群科镇黄河边成了天鹅的栖息地。某只天鹅的质量为9 kg,若该天鹅每只脚掌与地面的接触面积为200 cm2,g取10 N/kg。求: (1)这只天鹅双脚站立在水平地面时,其对地面的压强是多少。 (2)当这只天鹅漂浮在河面时,其浸在河水中的体积是多少。 解:(1)天鹅的重力为: G=mg=9 kg×10 N/kg=90 N, 当天鹅双脚站立在水平地面时: F=G=90 N, 对地面的压强: p===2.25×103 Pa; (2)天鹅漂浮在河面上,根据浮沉条件可知:F浮=G=90 N, 又因为F浮=ρ水gV排,所以V排===9×10-3 m3。 2.由于温室气体大量排放,全球气候变暖加剧,两极冰川大面积熔化,海面上出现大量浮冰。现有一块90 t的浮冰漂浮在海面上,假设附近海域的海水密度近似为水的密度1.0×103 kg/m3,冰的密度为0.9×103 kg/m3。求: (1)水下2 m深处海水产生的压强; (2)浮冰受到的浮力大小; (3)此时浮冰露出海面的体积为多少m3。 解:(1)水下2 m深处海水产生的压强: p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2 m=2×104 Pa; (2)浮冰的重力:G冰=mg=90×103 kg×10 N/kg=9×105 N, 由于浮冰漂浮,则:F浮=G冰=9×105 N; (3)因为浮冰漂浮于海面上,由F浮=ρ水gV排可得,浮冰排开海水的体积: V排===90 m3, 90 t的浮冰体积:V冰===100 m3,所以:V露=V冰-V排=100 m3-90 m3=10 m3。 类型二　容器浮物类 3. (2023·淄博期中)如图所示,正方体A的棱长为10 cm,在它的上面放一个重2 N、棱长为2 cm的正方体B,此时正方体A恰好没入水中,g取10 N/kg。求: (1)B对A的压强; (2)正方体A受到浮力的大小。 解:(1)B对A的压力:F=GB=2 N, B对A的压强: p===5×103 Pa; (2)由题图可知,正方体A浸没在水中,因此A排开水的体积: V排=VA=(10×10-2 m)3=0.001 m3, 正方体A受到的浮力的大小: F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×0.001 m3×10 N/kg=10 N。 4.如图所示,实心正方体木块质地均匀,边长为4 cm,将该木块轻轻地放入侧倾放置且酒精已满的大烧杯内,待木块静止时,从杯中溢出32 g酒精。g=10 N/kg,酒精的密度为0.8 g/cm3。求: (1)木块受到的浮力; (2)木块排开酒精的体积; (3)木块的密度。 解:(1)木块受到的浮力:F浮=G排=m排g=32×10-3 kg×10 N/kg=0.32 N。 (2)由F浮=ρ酒精gV排可得,木块排开酒精的体积:V排== =4×10-5 m3=40 cm3。 (3)因为木块漂浮,所以G木=F浮=G排,即m木g=m排g,则m木=m排=32 g; 木块的体积为:V木=(4 cm)3=64 cm3, 木块的密度:ρ木===0.5 g/cm3=500 kg/m3。 5. (2023·昆明期末)某自动冲水装置的示意图如图所示,圆柱体浮筒A与阀门C通过杆B连接,浮筒A的质量为1.2 kg,高为0.2 m,B杆长为0.3 m,阀门C的上表面积为 30 cm2,B和C的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计,当A浸入水中0.1 m时,C恰好被A拉开,实现了自动冲水。(g取10 N/kg) 求:(1)刚拉开阀门C时,C处受到水的压力; (2)此时浮筒A受到的浮力; (3)浮筒A的密度。 解:(1)由题知,刚拉开阀门C时,A浸入水中深度为0.1 m,此时水深: h=h浸+LB=0.1 m+0.3 m=0.4 m, C处受到水的压强:p=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.4 m=4 000 Pa, 由p=可得,C处受到水的压力: F=pS=4 000 Pa×30×10-4 m2=12 N; (2)浮筒A的重力:GA=mAg=1.2 kg×10 N/kg=12 N,刚拉开阀门C时,杆B的拉力等于水对C的压力,FB=F=12 N,对于浮筒A,受到三个力的作用,分别是重力GA、浮力F浮、杆B的拉力FB;所以,浮筒A所受浮力:F浮=GA+FB=12 N+12 N=24 N; (3)由F浮=ρ水V排g得浮筒A浸入水中的体积:V浸=V排== =2.4×10-3 m3,则圆柱体浮筒A的底面积:S===0.024 m2,则圆柱体浮筒A体积为VA=ShA=0.024 m2×0.2 m=4.8×10-3 m3,浮筒A的密度:ρA== =0.25×103 kg/m3。 类型三　舰艇类 6.央视军事2023年3月1日报道,两栖攻击舰海南舰首次进行远海训练,航行9 000多海里。海南舰是一种大型军舰,满载时排水量为4×104 t,如图所示。ρ海水取1.0× 103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (1)该舰艇满载时静止在海面上所受浮力为多少N?此时排开海水的体积是多少m3? (2)水面下10 m处的舰体受到海水的压强为多少Pa? (3)水面下10 m处、面积为20 m2的舰体受到海水的压力为多少N? 解:(1)该舰艇满载时静止在海面上所受浮力: F浮=G排=m排g=4×104×103 kg×10 N/kg=4×108 N, 由F浮=ρ液gV排得舰艇排开水的体积: V排===4×104 m3; (2)水面下10 m处的舰体受到海水的压强: p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 m=1×105 Pa; (3)水面下10 m处,面积为20 m2的舰体受到海水的压力:F=pS=1×105 Pa×20 m2 =2×106 N。 类型四　图像类 7. (2023·德州期中)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,如图所示是吊车钢丝绳拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图像(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; (2)石柱的体积; (3)在水底时石柱上表面受到的水的压强。 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; (2)石柱的体积: V=V排= ==0.5 m3; (3)在水底时石柱上表面距水面的深度为: h=5 m-2 m=3 m, 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。 8.如图甲,一薄壁圆柱体容器足够深且容器底面积为350 cm2,容器内放有边长为 0.1 m的均匀正方体物块A(不吸水),随后慢慢向容器中加水,在加水的过程中,物块A对容器底的压强p与所加水的质量m的关系如图乙所示,在整个过程中没有水溢出,且物块A的底面始终与容器中的水面平行(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求: (1)物块A的质量; (2)若向容器内加水2 kg,物块受到浮力为多少; (3)若向容器中加水2.7 kg,容器底部受到水的压力为多少? 解:(1)由图乙可知,当加入水的质量为0时,物块A对容器底部的压强:p0=0.8×103 Pa, 物块A的重力:G=F=p0S=0.8×103 Pa×(0.1 m)2=8 N, 物块A的质量: m===0.8 kg; (2)由图乙可知,当加入水的质量为2 kg时,物块A对容器底部的压强刚好为0,说明此时物块刚好漂浮,物块受到浮力为: F浮=GA=mg=0.8 kg×10 N/kg=8 N; (3)物块A恰好漂浮时,设此时水的深度为h1,又根据F浮=ρ水gV排可得:ρ水gh1S=p0S, 即:1.0×103 kg/m3 ×10 N/kg×h1×S=0.8×103 Pa×S,解得h1=0.08 m, 水的质量从2 kg增大到2.7 kg时,物块缓慢上浮,且浸入水中的深度不变,此时相当于在物块下面加水0.7 kg, 由ρ=和V=Sh可知,物块下表面以下水的深度: h2====0.02 m, 则水的总深度: h=h1+h2=0.08 m+0.02 m=0.1 m, 容器底部受到水的压强:p'=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1×103 Pa, 容器底部受到水的压力为:F底=p'S容=1×103 Pa×350×10-4 m2=35 N。 本课结束 $$