内容正文:
参考答案及解析
4,)567&89:;
1.重力 浮力 压力差 2.B 3.C 4.9 11
【变式训练】3 15 5.2 1 4 6.6.4 2 640
7.0.1 0.17 不变
=,)>;7?@1AB
例1(1)拉环 竖直 2.4 (2)越大 (3)无关
(4)密度 1.1 准确 (5)不合理,未控制V排相同
(6)② (7)相同 无关 (8)小于 他只关注了铁片
形状的改变,忽视了排开液体的体积对浮力大小的影
响 (9)①将弹簧测力计示数当做玻璃球所受的浮力
填入了表格中 ②其他条件相同时,物体受到的浮力
与排开水的体积成正比关系
例2 (1)未到达溢水口 (2)丁、甲、乙、丙 (3)甲、乙
1 丙、丁 1 (4)等于它排开的水所受的重力
(5)小 (6)变小 (7)a.三 体积 b.0.4 (8)BC
第2节 物体的浮沉条件及应用
(,)-./0123
考点1 物体的浮沉条件
> < = = = > < > < = =
< =
考点2 浮沉条件的应用
质量 自身的重力 不变 上浮 不变 变小
小于 等于
溯源针对练
1.< 不变 2.20 变大 3.漂浮 8×10-5 4.吸出
不变 5.漂浮 < =
4,)567&89:;
1.C 2.D
一题一单元
(1)8×109 减小 (2)大于 (3)等于 不变 变大
(4)较小 不变 (5)变大 不变 (6)见解析 (7)见
解析 【解析】(6)空载的舰载机起飞所需要的最小升力
等于其自身的重力,即 F小 =G空 =m空g=10×10
3kg×
10N/kg=1×105N;由图丙知当舰载机速度达到50m/s
时受到的升力等于1×105N;由图乙知舰载机的速度达
到50m/s所需要的跑道长度为125m,故空载的舰载机
起飞需要至少125m的电磁弹射轨道;(7)电磁轨道的牵
引力对舰载机做的功 W有 =F牵s=1×10
5N×61.25m=
6.125×106J,故所消耗的电能W电 =
W有
η
=6.125×10
6J
50% =
1.225×107J。
小专题培优3 利用浮力知识测量物体的密度
1.(3)松开细线,让吊坠继续浸没在左盘的烧杯中(沉
底) (4)
ρ水(V1+V2)
V1
2.(4)
m1
m2
ρ水 3.③ρ水(V2-V1)
ρ水(V2-V1)
V3-V1
4.(1)甲→乙 (2)1.3 (3)液体密度 (4)
F1-F3
F1-F2
ρ水
5.③位置A ⑤
m1ρ水
m0
⑥偏大
6.(1)1.0 (2)
ρ水 H
ρ液
(3)不相等 (4)偏大 (5)提高
小专题培优4 压强、浮力综合分析判断
1.(1)等于 小于 (2)小于 大于 大于 (3)甲
(4)大于 大于
2.(1)= > < (2)小于 (3)相等 大于 等于
(4)小于 小于
3.> > <
4.(1)< (2)< (3)< = < < (4)=
(5)= =
5.(1)拉力 压力F (2)< (3)= 相等
(4)G+F拉 G+F (5)小于
(6)小于 【变式训练】上浮 沉底 变小 变小
6.(1)> (2)相等 相等 (3)= (4)> (5)>
7.(1)ρa<ρb<ρc (2)小于 (3)沉底 小于
(4)F甲 <F乙 <F丙 (5)p甲 <p乙 <p丙
小专题培优5 压强、浮力综合分析计算(动态)
类型一 入水、出水型
1.(1)3 (2)变大 (3)2 2×10-4 1.5×103 (4)小于
2.(1)1200 (2)360 6 (3)12 (4)6 1.2×10-4
(5)1.2 (6)7.2 900
3.小于 0.2 0.9×103
4.0.8 0.5 0.95×103
5.解:(1)由 p=ρgh可得容器中液体的密度 ρ液 =
p1
gh=
1000Pa
10N/kg×0.1m=1×10
3kg/m3;
(2)根据 G=mg=ρSgh可得液体的重力 G液 =m液 g=
ρ液 S容 gh=1×10
3kg/m3×1×10-2m2×10N/kg×
0.1m=10N,
容器的重力G容 =m容 g=0.1kg×10N/kg=1N,
则容器对A的压力F压 =G液 +G容 =10N+1N=11N;
(3)由图乙可知,当H1=5cm=0.05m时,液体刚好浸
满容器的下部分,此时液体对容器底部的压强 p2=
1300Pa,根据p=ρgh得容器下半部分的高度
h下 =
p2
ρ液 g
= 1300Pa
1×103kg/m3×10N/kg
=0.13m,
此时液面上升的高度
Δh=h下 -h=0.13m-0.1m=0.03m,
B排开液体的体积
V排 =S容 Δh=1×10
-2m2×0.03m=3×10-4m3,
因B排开液体的体积等于 B浸入液体中的体积,即
V浸 =V排 =SBH1=3×10
-4m3,有 SB×0.05m=3×
10-4m3,解得SB=6×10
-3m2,由图乙可知,B的高度
H2=7.5cm=0.075m,
则B浸没在液体中时受到的浮力F浮 =G排 =ρ液 gV排 =
ρ液 gSBH2=1×10
3kg/m3×10N/kg×6×10-3m2×
0.075m=4.5N;
(4)由p=FS知容器对A的压力变化量
ΔF=ΔpSA=600Pa×8×10
-3m2=4.8N,
容器对A产生的压力变化是由浸没在液体中的物体 B
以及硬杆施加在B上的力产生,有 ΔF=GB+F杆,对 B
受力分析,B受到向下的重力、硬杆对其向下的压力,
水对其向上的浮力以及容器对其向上的支持力,有
GB+F杆 =F浮 +F支,故F支 =ΔF-F浮 =4.8N-4.5N=
0.3N。
6.解:(1)由图乙可知,当重物A浸没在水中时,传感器所
受的拉力F1=3N,重物A底部到容器底部的距离h1=
0.1m,当 A离开水面时,重物 A底部到容器底部的距
离h2=0.3m,所以重物A的重力G=F2=5N,
由称重
6
参考答案及解析
法可知,重物A浸没在水中时受到的浮力
F浮 =G-F1=5N-3N=2N;
(2)根据阿基米德原理F浮 =G排 =ρ水 gV排 可知,重物A
的体积 V=V排 =
F浮
ρ水 g
= 2N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=
2×10-4m3,由G=mg=ρVg可知,
重物A的密度 ρ=GVg=
5N
2×10-4m3×10N/kg
=2.5×
103kg/m3;
(3)由图乙可知,A上升的高度 h3=h2-h1=0.3m-
0.1m=0.2m,设 A的高度为 hA,则有 ΔV水 =S容 h3=
(S容 -SA)hA,即 2S×0.2m=(2S-S)hA,解得 hA=
0.4m,A浸没时水的深度h水 最大,
则h水 =hA+h1=0.4m+0.1m=0.5m,
则水对容器底部的最大压强 p=ρ水 gh水 =1.0×
103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa。
类型二 注水、排水型
7.(1)3×10-4 300 600 (2)8 (3)12 1200
(4) 1.3×103
8.(1)等于 36 (2)500 【变式训练】(1)0.1 1000
(2)等于 (3)0.2 3
9.(1)8.8 200 (2)7 700 (3)10 10 70
(4)6 600 (5)2.8 400
10.解:(1)容器中水的深度为0.06m时,水对容器底部
的压强p1=ρ水 gh1=1×10
3kg/m3×10N/kg×0.06m=
600Pa;
(2)由m=ρV=ρSh可得,m-h图像中,图像的斜率表
示ρS,由图可知,0~0.06m的斜率小于0.06~0.1m
的斜率,所以,当h1=0.06m时,A对容器底部压力恰
好为零,即物体漂浮,此时容器的总质量m1=2.5kg,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,容器对电子秤的压强
p2=
F
S容
=
G1
S容
=
m1g
S容
=2.5kg×10N/kg
0.04m2
=625Pa;
(3)由图乙可知,没有水注入时,柱形容器与实心柱体
A的总质量m0=1.9kg,
当h1=0.06m时,容器内水的质量 m水 =m1-m0=
2.5kg-1.9kg=0.6kg,
由ρ=mV可得,水的体积V水 =
m水
ρ水
= 0.6kg
1.0×103kg/m3
=
6×10-4m3,
由V水 =(S容 -SA)h1可得,A的底面积
SA=S容 -
V水
h1
=0.04m2-6×10
-4m3
0.06m =0.03m
2,
此时A受到的浮力F浮 =ρ水 gSAh1=1.0×10
3kg/m3×
10N/kg×0.03m2×0.06m=18N,
因物体漂浮后再注入水时,A排开水的体积不变,
所以,停止注水后,A所受的浮力仍为18N;
(4)停止注水后,将 A竖直提高0.01m后,设水下降
的高度为Δh,
由SA(0.01m+Δh)=S容 Δh,即0.03m
2×(0.01m+
Δh)=0.04m2×Δh,
解得Δh=0.03m,
此时容器内水的深度h′=0.1m-0.03m=0.07m,
A静止时水对容器底的压强p3=ρ水gh′=1.0×10
3kg/m3×
10N/kg×0.07m=700Pa。
11.解:(1)已知物块的边长为10cm=0.1m,则物块的体
积V=(0.1m)3=1×10-3m3,
由公式G=mg得物块的质量m=Gg=
9N
10N/kg=0.9kg,
则物块的密度ρ=mV=
0.9kg
1×10-3m3
=0.9×103kg/m3;
(2)物块的底面积S物 =10cm×10cm=100cm
2,容器
内注入的水质量m=1.6kg时,假设物块沉底,
则 水 的 深 度 为 h = m
ρ水(S容 -S物)
=
1.6kg
1.0×103kg/m3×(300-100)×10-4m2
=0.08m,
物块受到的浮力 F浮 =ρ水 gV排 =1.0×10
3kg/m3×
10N/kg×(0.1m)2×0.08m=8N<G物 =9N,所以
假设成立,
水对容器底的压强 p=ρ水 gh=1.0×10
3kg/m3×
10N/kg×0.08m=800Pa;
(3)设注水质量为 m0时,物块恰好漂浮,此时水的深
度为h0,
由漂浮条件可知F浮 =G物,即ρ水 gS物h0=9N,
解得h0=0.09m,
则注入水的质量 m0 =ρ水 (S容 -S物)h0 =1.0×
103kg/m3×(300-100)×10-4m2×0.09m=1.8kg,
当注水的质量0≤m≤1.8kg时,水对容器底部的压
强p(Pa)与注入水的质量 m(kg)之间的函数关系
式是
p=ρ水 gh=ρ水 g×
m
ρ水(S容 -S物)
= mgS容 -S物
=
m×10N/kg
(300-100)×10-4m2
=500mPa;
当注水的质量m≥1.8kg时,物体已经漂浮,
所以水的深度 h′=h0 +
m-1.8kg
ρ水 S容
=0.09m+
m-1.8kg
1.0×103kg/m3×0.03m2
=m+0.930 m,
则水对容器底部的压强p(Pa)与注入水的质量m(kg)
之间的函数关系式是
p=ρ水 gh′=ρ水 g
m+0.9
30 =(300+
1000
3 m)Pa,
所以水对容器底的压强与注入水的质量 m之间的关
系式是:①p=500mPa(0≤m≤1.8kg);
②p=(300+10003 m)Pa(m≥1.8kg)。
p-m图像如答图所示。
第11题(3)答图
12.解:(1)当油漆上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的
压强p=ρgh1=1×10
3kg/m3×10N/kg×0.1m=
1000Pa;
(2)当油漆上升至0.4m时,柱体A受到的浮力
F浮 =ρgV排 =ρgSh2=1×10
3kg/m3×10N/kg×1m2×
(0.4m-0.1m)=3000N
,
7
参考答案及解析
柱体A的重力G=mg=500kg×10N/kg=5000N,
故此时重力大于浮力,故柱体 A未上浮,则对工作台
的压力F=G-F浮 =5000N-3000N=2000N;
由于柱体A的底面积大于工作台的上表面积,故受力
面积为工作台的上表面积,
则柱体A对工作台的压强p=FS2
=2000N
0.5m2
=4000Pa;
(3)已知浮杆的质量为0.2kg,则浮杆的重力
G杆 =mg=0.2kg×10N/kg=2N,
浮杆对力传感器的压力为14N,则浮杆受到的浮力
F′浮 =2N+14N=16N,
浮杆排开油漆的体积V排 =
F浮′
ρg
= 16N
1×103kg/m3×10N/kg
=
1.6×10-3m3;
则油漆的深度h=
V排
S1
=1.6×10
-3m3
2×10-3m2
=0.8m;
柱体 A受到的浮力 F浮″=ρgV排′=1×10
3kg/m3×
10N/kg×1m2×(0.8m-0.1m)=7000N,
此时F浮″>GA,则柱体A漂浮,浮力等于重力,故此时
的V排″=
G
ρg
= 5000N
1×103kg/m3×10N/kg
=0.5m3;
浸入油漆的深度h′=
V排″
S =
0.5m3
1m2
=0.5m,
柱体A露出的高度为0.8m-0.5m=0.3m,油漆面
到挡板的高度为1m-0.8m=0.2m,
故柱体A只能露出0.2m的高度,则柱体A被上漆的
高度为0.6m。
13.解:(1)由题可知,排出水的质量达到4kg时,开始注
水,则水箱中剩余水的质量m剩 =5kg-4kg=1kg,水
箱内水受到的重力G剩 =m剩g=1kg×10N/kg=10N;
(2)当排出水的质量达到4kg时,物体 A刚好全部露
出水面,此时细杆受到的拉力等于 A的重力,由图乙
知,此时细杆对力传感器的作用力 F=2N,即 GA=
F=2N;
分析图乙可知,当排出水的质量 m≤1kg时,物体浸
没在水中,物块A受到的浮力最大,此时力传感器受
到的力最大为8N;当排出水的质量在3~4kg之间
时,传感器受力先减小后增大,则可知当A浸没时,受
到细杆对A的作用力是向下的,大小 F压 =8N;对 A
进行受力分析可知,物体 A受到的最大浮力 F浮 =
F压 +GA=8N+2N=10N,
由F浮 =ρgV排 可得,物体A浸没时排开水的体积
V排 =
F浮
ρ水 g
= 10N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=1×10-3m3,
则VA=V排 =1×10
-3m3,
A的密度ρA =
mA
VA
=
GA
gVA
= 2N
10N/kg×1×10-3m3
=
0.2×103kg/m3;
(3)分析图乙可知,从开始排水至液面到达A上表面,
排出水的质量m1=1kg,当放出水的质量达到 m2=
4kg时,物体 A刚好全部露出水面,则液面从 A的上
表面到下表面的过程中排出水的质量 m3=m2-m1=
4kg-1kg=3kg,排出水的体积
V排水 =
m3
ρ水
= 3kg
1.0×103kg/m3
=3×10-3m3=3000cm3,
设A的底面积为SA,高为h,则有SAh=VA①,
水箱的底面积 S箱 =200cm
2,则有(S箱 -SA)h=
V排水②,
联立①②,代入数据可得h=20cm,SA=50cm
2,
当传感器示数为零时,A受到的浮力与自身重力相
等,则有F浮′=ρ水 gV排水′=GA=2N,
V排水′=
F浮′
ρ水 g
= 2N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=2×10-4m3=
200cm3,
则此时A浸入水中的深度h浸 =
V排水′
SA
=200cm
3
50cm2
=4cm,
则水面下降的高度Δh=h-h浸 =20cm-4cm=16cm,
水箱底部受到水的压强变化量 Δp=ρ水gΔh=1.0×
103kg/m3×10N/kg×16×10-2m=1600Pa。
第十一单元 功和机械能
第1节 功和功率
(,)-./0123
考点1 功
力 移动了距离 Fs m(或米) J(或焦耳)
考点2 功率
功 时间 快慢 瓦 W 103 1 Wt Fv
溯源针对练
1.做功 不做功 2.相同 不同 老人 3.B 4.A
5.5 300 60 6.7.2×104 6.48×108 9×103
7.800 400 减小压强
4,)567&89:;
1.(1) (2) (3) (4)
2.(1)16 (2)48 (3)1.6×104
3.解:(1)由v=st可知,推车通过的路程
s=vt=1m/s×5s=5m;
(2)因为推车在平直道路上匀速行驶,处于平衡状态,
所以推力与阻力是一对平衡力,两者大小相等,即 f=
F=60N;
(3)推力做的功W=Fs=60N×5m=300J。
4.解:(1)由题意可得,观光车行驶的速度
v=st=
30m
10s=3m/s;
(2)观光车在平直的路面上匀速行驶,在水平方向上牵
引力做的功W=F牵s=2×10
3N×30m=6×104J;
(3)观光车静止在水平地面上时,对地面的压力大小等
于观光车与乘客受到的总重力
F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N,
观光车对水平地面的压强p=FS=
6000N
0.02m2
=3×105Pa。
第2节 机械能及其转化
(,)-./0123
考点1 动能和势能
对外做功 焦耳 运动 大 大 一定高度 大
大 弹性形变 大
考点2 机械能及其转化
重力势能 弹性势能 不变
溯源针对练
1.弹性势能 越大 2.D 3.减小 减小 减小
4,)567&89:;
1.(1) (2) (3) (4)
√
8
众相原创 赋能中考 广西物理
5
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Ïg2i3
(2024.30、2023.30;北部湾6年6考)
-Ñ V 4D5Ñ
[北部湾2020.30、2019.29(4)、2018.22]
入水过程分析(出水是入水逆过程,分析方法相同)
过程 状态一 状态二 状态三
示意图
状态描述 竖直向下直至刚好接触液面 物块逐渐浸入,直至刚好浸没 浸没后在容器中逐渐下降
受力分析 竖直方向拉力与重力平衡 竖直方向向下的重力与向上的拉力和浮力平衡
液面变化
相关计算
(针对状
态二)
已知容器底面积为S容,物块的底面积为S物;
①若已知物块排开液体的体积V排,则液面高度的变化量Δh=
V排
S容
;
②若已知物块移动的高度h移(如图中h1、h2),则液面高度的变化量(如图中Δh1、Δh2)Δh=
S物 h移
S容 -S物
物体所受浮力 F浮 =G排 =0 F浮 =ρ液 gS容 Δh
容器底压强
变化量(针对
状态二)
①若已知V排,容器底液体压强的变化量Δp=ρ液 gΔh=ρ液 g
V排
S容
;
②若已知h移,容器底液体压强的变化量Δp=ρ液 gΔh=ρ液 g
S物 h移
S容 -S物
1. 【入水型】用弹簧测力计提着物
体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到 F
与h的关系图像如图乙所示。(g取10N/kg)
甲
乙
第1题图
(1)物体A重为 3 N;
(2)浸没前,物体 A逐渐浸入水中的过程中,
水对容器底部的压强将 变大 (选填“变
大”“变小”或“不变”);
(3)完全浸没时,A受到水的浮力为 2 N,
物体排开液体的体积为 2×10-4 m3,物体
A的密度为 1.5×103 kg/m3;
(4)从物体 A的下表面刚接触到水面,到物
体A刚好浸没的过程中,物体 A下降的高度
小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)图
乙中hA。
物块入水时,直至液面刚好与物块上表面相平的
过程中,液面高度的变化量 Δh=
S物 h移
S容 -S物
=
S物
S容 -S物
h移,h移表示物体底面相比刚接触液面
时移动的高度
。
09
第十单元 浮力
2. 【出水型】如图甲所示,一个重为
2.4N、底面积为80cm2的轻质圆柱形容器内
装有适量的水,一底面积为60cm2、高为10cm
的物体A用细绳提着放入水中刚好浸没,此
时水深12cm,将A向上提2cm,如图乙所示。
第2题图
(1)图甲中水对容器底的压强p水= 1200 Pa;
(2)水的体积为 V水 = 360 cm
3,物体 A受
到的浮力F浮 = 6 N;
(3)容器对水平地面的压力F= 12 N;
(4)图乙中,水面下降的深度Δh= 6 cm,此
时物体A排开水的体积VA= 1.2×10
-4 m3;
物块出水是入水的逆过程,液面高度的变化量
仍满足Δh=
S物 h移
S容 -S物
。
(5)此时物体A受到的浮力FA= 1.2 N;
(6)图乙中容器对水平地面的压力F′= 7.2 N,
对地面的压强为p= 900 Pa。
3.(2018北部湾22题)如图所示,桌子上有一个
底面积为2×10-2m2、内盛有某液体的圆柱形
容器,物块A(不吸液体)漂浮在液面上,则 A
的密度 小于 (选填“大于”“小于”或“等
于”)液体的密度,若 A的密度为0.5×
103kg/m3,体积为4×10-4m3,则A的质量为
0.2 kg。现用力压A,使其缓慢向下,直到
恰好浸没在液体中(液体未溢出),此时液体
对容器底部压强增大了80Pa,则该液体的密
度为 0.9×103 kg/m3。
第3题图
4.(2020北部湾22题)将一小球轻放入盛满酒
精的大烧杯甲中,小球静止后,溢出酒精的
质量是 80g,小球在酒精中受到的浮力为
0.8 N;将其轻放入未装满水、底面积为
100cm2的大烧杯乙中,静止后溢出水的质量
是45g,水对容器底部的压强增加了50Pa,则
乙杯中水面升高 0.5 cm;小球的密度是
0.95×103 kg/m3。(ρ酒精 =0.8×10
3kg/m3,
ρ水 =1.0×10
3kg/m3)
5.【入水型】(2020北部湾Ⅱ卷30题)如图甲所
示,在物体A上放有底面积为1×10-2m2,质
量为0.1kg的薄壁形容器,容器内装有深度
为0.1m的某种液体时,液体对容器底部的压
强为1000Pa。现用轻质细长硬杆连接长方
体B,使其缓慢浸没于液体中(液体始终未溢
出)。硬杆把物体B压在容器底部,且对B施
加2N竖直向下的力时,容器对A的压强比未
放入物体B时变化了600Pa,A上表面的受力
面积为8×10-3m2。图乙是液体对容器底部
的压强p与物体B下表面浸入液体中深度 H
的图像,g取10N/kg,求:
甲
乙
第5题图
(1)容器中液体的密度;
解:由p=ρgh可得容器中液体的密度
ρ液 =
p1
gh=
1000Pa
10N/kg×0.1m=1×10
3kg/m3;
(2)B未浸入液体时,容器对A的压力;
根据 G=mg=ρSgh可得液体的重力 G液 =
m液g=ρ液S容gh=1×10
3kg/m3×1×10-2m2×
10N/kg×0.1m=10N,
容器的重力G容=m容g=0.1kg×10N/kg=1N,
则容器对 A的压力 F压 =G液 +G容 =10N+
1N=11N
;
19
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(3)B浸没在液体中时受到的浮力;
根据图乙,结合p=ρgh,H=5cm时,此时物体
未完全浸入液体中且容器下半部分刚好浸满液
体,根据液面高度变化 Δh=
V排
S容
,进而求出物体
的底面积及物体浸没时排开液体的体积,结合
F浮 =G排 =ρ液 gV排求解所受浮力。
由图乙可知,当H1=5cm=0.05m时,液体刚
好浸满容器的下部分,此时液体对容器底部的
压强p2=1300Pa,根据p=ρgh得容器下半部
分的高度
h下=
p2
ρ液g
= 1300Pa
1×103kg/m3×10N/kg
=0.13m,
此时液面上升的高度Δh=h下 -h=0.13m-
0.1m=0.03m,
B排开液体的体积
V排=S容Δh=1×10
-2m2×0.03=3×10-4m3,
因B排开液体的体积等于B浸入液体中的体
积,即V浸 =V排 =SBH1=3×10
-4m3,有SB×
0.05m=3×10-4m3,解得SB=6×10
-3m2,
由图乙可知,B的高度 H2 =7.5cm =
0.075m,则 B浸没在液体中时受到的浮力
F浮=G排=ρ液 gV排 =ρ液 gSBH2=1×10
3kg/m3×
10N/kg×6×10-3m2×0.075m=4.5N;
(4)硬杆把物体B压在容器底部,且对B施加
2N竖直向下的力时,容器对B的支持力。
由p=FS知容器对A的压力变化量
ΔF=ΔpSA=600Pa×8×10
-3m2=4.8N,
容器对A产生的压力变化是由浸没在液体中
的物体B以及硬杆施加在 B上的力产生,有
ΔF=GB+F杆,对 B受力分析,B受到向下的
重力、硬杆对其向下的压力,水对其向上的浮
力以及容器对其向上的支持力,有GB+F杆 =
F浮 +F支,故F支 =ΔF-F浮 =4.8N-4.5N=
0.3N。
6.【出水型】如图甲所示,装有水的薄壁柱形容
器放置在水平桌面上,拉力传感器拉着实心柱
体重物A浸没在水中,重物上表面与水面相
平,已知重物底面积为 S,容器底面积为2S。
拉力传感器拉着重物从图甲位置开始缓慢竖
直上升,传感器所受拉力 F随重物底部到容
器底部距离h变化的关系图线如图乙,不计水
的阻力。求:
甲
乙
第6题图
(1)重物浸没在水中时所受浮力;
(1)参考答案及解析见P
(2)重物的密度;
(2)参考答案及解析见P
(3)水对容器底部的最大压强。
根据p=ρgh,液体对容器底部压强最大即液体
深度最大;题目中“重物底部到容器底部距离
獉獉獉獉獉獉獉獉獉獉獉
h”即液面高度的变化量
獉獉獉獉獉獉獉獉獉
Δ
·
h
·水
,并非物体上升距
獉獉獉獉獉獉獉
离
獉
,物体 A上升 h′=0.2m时刚好露出水面,
ΔV水 =S容 h′=(S容 -SA)hA,求出 hA,利用 p=
ρ液 gh求出最大压强值。
解:ΔV水 =S容 h3=(S容 -SA)hA,即2S×0.2
m=(2S-S)hA,解得hA=0.4m,A浸没时水
的深度h水最大,则h水 =hA+h1=0.4m+0.1
m=0.5m,
则水对容器底部的最大压强p=ρ水 gh水 =1.0×
103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa
。
29
第十单元 浮力
-Ñ Y 6DüÑ
[2024.30(3)、2023.30;北部湾2021.30、2019.29]
注液过程分析,物体密度小于液体密度(排液是注液逆过程,分析方法相同)
过程 状态一 状态二 状态三 状态四
示意图
状态描述
未注入液
体
注入液体直至物体刚好漂
浮
持续注液体,物体漂浮,直至
刚好接触上方挡板
继续加液体,物体浸没,
挡板无变形
受力分析 F支 =G F浮 =G F浮 =G F浮 =G+F压
液面变
化量
/
已知ΔV排1,Δh=
ΔV排1
S物
;
加水ΔV液1,液面高度的变
化量Δh1=
ΔV液1
S容 -S物
已知 ΔV排2,Δh=
ΔV排2
S物
;加液
体ΔV液2,液面高度的变化量
Δh2=
ΔV液2
S容
已知 ΔV排3,Δh=
ΔV排3
S物
;
加液体 ΔV液3,液面高度
的变化量Δh=
ΔV液3
S容 -S物
容器底压
强变化量
/
针对状态二、状态四:若已知 ΔV排,压强变化量 Δp=ρ液 gΔh=ρ液 g
ΔV排
S物
;若已知
ΔV液,压强变化量Δp=ρ液 gΔh=ρ液 g
ΔV液
S容 -S物
针对状态三:Δp=ρ液 gΔh=ρ液 g
ΔV液
S容
7. 【注水型】如图所示,将底面积为
50cm2,容积为200cm3的厚底薄壁圆柱形水
杯放在底面积为100cm2圆柱形容器底部,圆
柱形容器质量为0.1kg。
第7题图
(1)缓慢向容器内注水,当水深为6cm时,水
杯刚好离开容器底,排开水的体积为 3×
10-4 m3,则水杯的质量为 300 g,此时液
体对容器底的压强为 600 Pa。
(2)继续向容器中注水,当再次注入水的体积
为200cm3时,此时圆柱形容器中水的深度为
8 cm。
(3)当容器内水的体积为9×10-4m3时,此时
圆柱形容器中水的深度为 12 cm,此时液
体对容器底的压强为 1200 Pa。
(4)若此时停止注水,圆柱形容器对水平桌面
的压强为 1.3×103 Pa。
第8题图-1
8.【注水型】(2020北部湾Ⅱ卷22
题)如图 -1所示,一个底面积
为0.1m2的薄壁形容器,放有
一个均匀的实心柱体A,现沿容
器内壁缓慢注水,当注入2.4kg
的水时,A对容器底部的压力刚好为零,水的深
度为0.06m。当水的质量达到4.4kg时停止
注水,水的深度为0.08m,A漂浮在水面上。
(1)此时A所受的重力 等于 (选填“大于”
“小于”或“等于”)浮力,浮力的大小为
36 N;
(2)接着把A竖直提高0.02m,则A静止时水
对容器底的压强为 500 Pa
。
39
众相原创 赋能中考 广西物理
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
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檪
檪
檪
檪
檪
殏
殏殏
殏
【密度大于水】如图 -2甲所示,在一个
底面积为20cm2圆柱形的容器内放入
一个圆柱体铝块(铝块和容器底之间不
密合),铝块的横截面积为10cm2,现以
恒定的速度向容器内注水4min将容器
注满,容器内水的高度与注水时间的关
系图像如图乙所示(g取10N/kg)。
(1)当注水2min时,水位刚好与铝块上
表面相平,从图乙中可知铝块的高度是
0.1 m,此时水对容器底的压强是
1000 Pa;
甲
乙
第8题图-2
(2)0~2min注入水的体积 等于 (选
填“大于”“小于”或“等于”)2~4min注
入水的体积。
(3)注满水时,水的总质量是 0.2 kg,
水对容器底的压力为 3 N。
9. 【排水型】如图甲所示,注满水的
薄壁圆柱形容器放在水平台上,容器的底面
积S容 =100cm
2,质量均匀的圆柱体物块上表
面中央用足够长的细绳系住,悬挂于容器中。
容器底有一阀门K,打开K以100g/min的恒
定速度向容器外缓慢排水,直至排完水为止,
细绳的拉力大小与排水时间的关系如图乙所
示。物块不吸水,忽略细绳体积、液体扰动等
其他次要因素。
甲
乙
第9题图
(1)物块的重力为 8.8 N,0~2min排出
水的体积为 200 cm3;
(2)物块浸没时所受浮力为 7 N,物块的体
积为 700 cm3;
(3)圆柱体物块的高度为 10 cm,2~5min
液面降低的高度为 10 cm,圆柱体物块的
底面积为 70 cm2;
(4)当细绳的拉力为7.4N时,容器底受到
的压力为 6 N,容器底受到的压强是
600 Pa;
根据物体所受浮力求出排开液体的体积,反向
思维,注水时已知ΔV排,求解此时液面高度变化
量Δh=
ΔV排
S物
。
(5)当细绳的拉力为6N时,物块所受浮力为
2.8 N,物块下表面受到水的压强是
400 Pa。
10.【注水型】(2019北部湾29题)如图甲所示,
一个底面积为0.04m2的薄壁柱形容器放在
电子秤上,容器中放着一个高度为0.1m的
均匀实心柱体A,向容器中缓慢注水,停止注
水后,容器中水的深度为0.1m,电子秤的示
数与容器中水的深度关系如图乙所示,求:
甲
乙
第10题图
(1)容器中水的深度为0.06m时,水对容器
底部的压强;
解:容器中水的深度为0.06m时,水对容器
底部的压强:
p1=ρ水 gh1=1.0×10
3kg/m3×10N/kg×
0.06m=600Pa
;
49
第十单元 浮力
(2)A对容器底部压力恰好为零时,容器对电
子秤的压强;
由m=ρV=ρSh可得,m-h图像中,图像的
斜率表示ρS,
由图可知,0~0.06m的斜率小于0.06~0.1m
的斜率,
所以,当 h1=0.06m时,A对容器底部压力
恰好为零,即物体漂浮,此时容器的总质量
m1=2.5kg,因水平面上物体的压力和自身
的重力相等,所以,容器对电子秤的压强
p2=
F
S容
=
G1
S容
=
m1g
S容
=2.5kg×10N/kg
0.04m2
=625Pa;
(3)停止注水后,A所受的浮力;
根据图像判断转折点的物理意义(物体刚好
漂浮),结合图像计算注入水的体积,注水时
液面高度的变化量Δh=
ΔV液1
S容 -S物
,根据阿基米
德原理求解浮力。
由图乙可知,没有水注入时,柱形容器与实心
柱体A的总质量m0=1.9kg,
当h1=0.06m时,容器内水的质量
m水 =m1-m0=2.5kg-1.9kg=0.6kg,
由 ρ=mV可得,水的体积 V水 =
m水
ρ水
=
0.6kg
1.0×103kg/m3
=6×10-4m3,
(4)停止注水后,将A竖直提高0.01m,A静
止时水对容器底的压强。
11.【注水型】如图所示,一个边长为10cm、重
9N的正方体物块,水平静止放置在一个足
够高的薄壁方柱形容器中,容器底面积为
300cm2。现以恒定速度向容器内缓慢注水,
注水过程中物块上表面始终与水面平行,物
块不吸水。忽略液体扰动等次要因素。求:
(1)物块的密度;
(2)容器内注入的水质量 m=1.6kg时,水
对容器底部的压强;
(3)通过分析,写出水对容器底部的压强 p
(Pa)与注入水的质量 m(kg)之间的函数关
系式,并在图乙中绘制出p-m图像。
甲
乙
第11题图
解:(1)已知物块的边长为10cm=0.1m,则
物块的体积V=(0.1m)3=1×10-3m3,
由公式 G=mg得物块的质量 m=Gg=
9N
10N/kg=0.9kg,则物块的密度
ρ=mV=
0.9kg
1×10-3m3
=0.9×103kg/m3;
(2)物块的底面积 S物 =10cm×10cm=
100cm2,容器内注入的水质量m=1.6kg时,
假设物块沉底,则水的深度h= m
ρ水(S容-S物)
=
1.6kg
1.0×103kg×(300-100)×10-4m2
=0.08m,
物块受到的浮力 F浮 =ρ水 gV排 =1.0×
103kg/m3×10N/kg×(0.1m)2×0.08m=8
N<G物 =9N,所以假设成立,
水对容器底的压强p=ρ水gh=1.0×10
3kg/m3×
10N/kg×0.08m=800Pa;
(3)参考答案及解析见
P
59
众相原创 赋能中考 广西物理
12.【注液型】(2023广西30题)人工涂抹油漆难
精准且气味难闻,于是某团队设计了“智能
浸泡上漆器”,如图所示,上漆器由柱形硬质
浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆
的质量为0.2kg,底面积为2×10-3m2;力传
感器固定且与浮杆接触但无压力;工作台固
定在上漆器底部,其上表面积为0.5m2,高
为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体
A放在工作台中央,将挡板固定在1m高处,
开始注漆;当浮杆对力传感器的压力为14N
时,停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱
体A的质量为500kg,底面积为1m2,高为
0.8m,油漆密度为 1×103 kg/m3。g取
10N/kg。求:
(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器
底部的压强;
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体 A对工作
台的压强;
(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度。
第12题图
解:(1)当油漆上升至0.1m时,油漆对上漆
器底部的压强
p=ρgh1=1×10
3kg/m3×10N/kg×0.1m=
1000Pa;
(2)参考答案及解析见P
(3)参考答案及解析见P
13.(2021北部湾30题)图甲为某自动注水装置
的部分结构模型简图,底面积为200cm2的柱形
水箱内装有质量为5kg的水,竖直硬细杆上端
通过力传感器固定,下端与不吸水的实心长方
体A连接。打开水龙头,水箱中的水缓慢排
出,细杆对力传感器作用力F的大小随排出水
的质量m变化的关系如图乙所示,当排出水的
质量达到4kg时,A刚好全部露出水面,由传
感器控制开关开始注水。不计细杆重力,水的
密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)开始注水时,水箱内的水受到的重力;
(2)A的密度;
(3)水从A上表面下降至传感器示数为零的
过程,水箱底部受到水的压强变化量。
第13题图
分析图乙可知,当排出水的质量m≤1kg时,
物体浸没在水中,物块A受到的浮力最大,此
时力传感器受到的力最大为8N;当排出水的
质量在3~4kg之间时,传感器受力先减小后
增大,则可知当A浸没时,受到细杆对A的作
用力是向下的,大小F压 =8N;对A进行受力
分析可知,物体 A受到的最大浮力 F浮 =
F压 +GA=8N+2N=10N,
由F浮 =ρgV排 可得,物体A浸没时排开水的
体积
V排 =
F浮
ρ水 g
= 10N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=1×
10-3m3,
则VA=V排 =1×10
-3m3,
A的密度ρA=
mA
VA
=
GA
gVA
= 2N
10N/kg×1×10-3m3
=
0.2×103kg/m3;
(3)参考答案及解析,见
P
请完成分层进阶练习册 P39~41习题
69