期末复习重难强化练十　压强、浮力的综合计算 2024-2025学年沪科版物理八年级全一册

重难强化练十　压强、浮力的综合计算 类型一　漂浮、悬浮类 【方法引领】 图示 物 理 量 关 系 浮力 F浮=G物 排开液体 的体积 V排= V排=V物 液面变化 Δh= 压 强 固体 p= 液体 p=ρ液gh 变化 Δp=ρ液Δhg 压 力 固体 F=G 液体 F=pS 变化 ΔF=F浮 密 度 固体 ρ= 液体 ρ液= 1.(2024·烟台中考改编)为庆祝中国人民解放军海军成立75周年,海军烟台舰访问家乡烟台,并同步开展了军民共建活动。海军烟台舰,舷号“538”,属国产054A型导弹护卫舰,舰长134 m,最大宽度16 m,高度35 m,排水量(满载)约4 000 t,巡航速度18节(1节=1.852 km/h),续航里程4 000海里(1海里=1.852 km),抗风力大于12级,除极区外任何海区均可安全航行。烟台舰创造了2012年护航时间最长、直升机飞行时间最长、编队人数最少、访问国家最多的“四个之最”。(g=10 N/kg,海水的密度取1.0×103 kg/m3)求: (1)满载时烟台舰所受的浮力约为多大。 (2)某次航行中烟台舰吃水深度为4 m,则在舰底0.5 m2的面积上受到海水的压力为多大。 2. (2024·江西中考)如图所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为0.01 m2,容器内盛有质量为4 kg的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6 kg,体积为1×10-3 m3。g取10 N/kg,求: (1)木块的密度; (2)木块受到的重力; (3)木块受到的浮力; (4)此时容器对水平桌面的压强。 3. (2024·安徽质检)如图所示,底面积为100 cm2的圆柱形容器内盛有一定量的水,将一重力为6 N的木块A放入水中,再将另一重力为2 N的合金块B放在木块A的上方,此时木块A恰好有的体积浸入水中(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。求: (1)此时木块A受到的浮力大小; (2)木块A浸入水中的体积 (3)木块A的密度; (4)若取走合金块B,水对容器底部压强的变化量。 4.(2024·广安质检)如图甲,将重为8 N的物体A放在装有适量水的杯中,物体A漂浮于水面,浸入水中的体积占总体积的,此时水面到杯底的距离为20 cm。如果将一小球B用体积和重力不计的细线系于A下方后再轻轻放入杯中,静止时A上表面与水面刚好相平,如图乙所示。已知ρB=1.8×103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (1)物体A的密度; (2)小球B的体积。 类型二　出水类、入水类 【方法引领】 情景1 F拉=G物 情景2 F拉+F浮=G物,F浮=ρ液gS物h浸,Δh1= 情景3 F拉+F浮=G物,F浮=ρ液gV排=ρ液gV物,Δh2= 情景4 F支+F浮=G物,F浮=ρ液gV排=ρ液gV物 Δh=Δh1+Δh2= Δp=ρ液Δhg 5.(2024·绵阳期中)如图甲所示,盛有水的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,容器的底面积为100 cm2,现用弹簧测力计将浸没在水中的长方体物块A从容器底部缓慢竖直向上提起,弹簧测力计的示数F与物块A下表面离容器底部的距离h的关系如图乙所示(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)。求: (1)物块A浸没在水中受到的浮力; (2)物块A的密度; (3)物块A出水前后,水对容器底部压强的变化量。 6.(2023·枣庄中考)用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,如图甲所示,直至完全浸没(水未溢出)。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4 kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5∶1, ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求: (1)金属块所受的重力; (2)金属块的下表面浸入水中的深度为2 cm时,弹簧测力计的示数; (3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强; (4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。 类型三　注水、排水类 【方法引领】 情景1 F浮=G物=ρ液S物h浸g,ΔV注1=Δh1(S容-S物) 情景2 F浮=G物=ρ液S物h浸g,ΔV注2=Δh2S容 情景3 F拉+G物=F浮,F浮=ρ液gV排=ρ液gV物, ΔV注3=Δh3(S容-S物) 情景4 F拉+G物=F浮,F浮=ρ液gV排=ρ液gV物, ΔV注4=Δh4S容 7.(2024·重庆沙坪坝区月考)如图甲所示,圆柱形玻璃杯A、实心柱形物体B用细线相连放入装水的薄壁柱形容器中处于静止状态,此时细线拉直(细线不可伸长且质量体积均忽略不计),细线的拉力为2 N,A的重力为6 N,物体B的体积为100 cm3,柱形容器的底面积为500 cm2,在打开容器底部水龙头放水的过程中,细线所受拉力大小随时间变化图像如图乙所示。t1时刻,物体B刚好接触容器底且与容器底无挤压(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)。求: (1)放水前(如图甲),玻璃杯A受到的浮力为多少; (2)物体B的密度为多少; (3)若t1时刻到t2时刻容器底部所受水的压强变化了200 Pa,那么容器对桌面的压强变化了多少。 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? 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难强化练十　压强、浮力的综合计算 类型一　漂浮、悬浮类 【方法引领】 图示 物 理 量 关 系 浮力 F浮=G物 排开液体 的体积 V排= V排=V物 液面变化 Δh= 压 强 固体 p= 液体 p=ρ液gh 变化 Δp=ρ液Δhg 压 力 固体 F=G 液体 F=pS 变化 ΔF=F浮 密 度 固体 ρ= 液体 ρ液= 1.(2024·烟台中考改编)为庆祝中国人民解放军海军成立75周年,海军烟台舰访问家乡烟台,并同步开展了军民共建活动。海军烟台舰,舷号“538”,属国产054A型导弹护卫舰,舰长134 m,最大宽度16 m,高度35 m,排水量(满载)约4 000 t,巡航速度18节(1节=1.852 km/h),续航里程4 000海里(1海里=1.852 km),抗风力大于12级,除极区外任何海区均可安全航行。烟台舰创造了2012年护航时间最长、直升机飞行时间最长、编队人数最少、访问国家最多的“四个之最”。(g=10 N/kg,海水的密度取1.0×103 kg/m3)求: (1)满载时烟台舰所受的浮力约为多大。 (2)某次航行中烟台舰吃水深度为4 m,则在舰底0.5 m2的面积上受到海水的压力为多大。 解:(1)满载时排水量: m排=4 000 t=4×106 kg, 烟台舰受到的浮力: F浮=G排=m排g=4×106 kg×10 N/kg=4×107 N。 (2)烟台舰底部受到的压强: p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4 m=4×104 Pa。 舰底0.5 m2处受到的压力: F=pS=4×104 Pa×0.5 m2=2×104 N。 2. (2024·江西中考)如图所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为0.01 m2,容器内盛有质量为4 kg的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6 kg,体积为1×10-3 m3。g取10 N/kg,求: (1)木块的密度; (2)木块受到的重力; (3)木块受到的浮力; (4)此时容器对水平桌面的压强。 解:(1)木块的密度: ρ===0.6×103 kg/m3; (2)木块受到的重力: G=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N; (3)木块漂浮时,受到的浮力等于木块的重力,即F浮=G=6 N; (4)容器对水平桌面的压力等于容器中水和木块的总重力,即F=G总=m总g= (4 kg+0.6 kg)×10 N/kg=46 N, 容器对水平桌面的压强: p===4 600 Pa。 3. (2024·安徽质检)如图所示,底面积为100 cm2的圆柱形容器内盛有一定量的水,将一重力为6 N的木块A放入水中,再将另一重力为2 N的合金块B放在木块A的上方,此时木块A恰好有的体积浸入水中(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。求: (1)此时木块A受到的浮力大小; (2)木块A浸入水中的体积 (3)木块A的密度; (4)若取走合金块B,水对容器底部压强的变化量。 解:(1)由图可知,A、B整体漂浮在水面上,则此时木块A受到的浮力为: F浮=GA+GB=6 N+2 N=8 N; (2)由阿基米德原理可知,此时木块A排开水的体积为: V排===8×10-4 m3, 所以木块A的体积为: VA=×8×10-4 m3=10-3 m3; (3)由G=mg=ρVg可知,木块A的密度为:ρA===0.6×103 kg/m3; (4)因为容器为柱形容器,A、B整体漂浮在水面上,所以水对容器底的压力等于A、B及水的重力之和, 若取走B,水对容器底部压力减小量为: ΔF=GB=2 N, 所以取走B,水对容器底部压强的减小量为: Δp===200 Pa。 4.(2024·广安质检)如图甲,将重为8 N的物体A放在装有适量水的杯中,物体A漂浮于水面,浸入水中的体积占总体积的,此时水面到杯底的距离为20 cm。如果将一小球B用体积和重力不计的细线系于A下方后再轻轻放入杯中,静止时A上表面与水面刚好相平,如图乙所示。已知ρB=1.8×103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (1)物体A的密度; (2)小球B的体积。 解:(1)图甲中A漂浮,受到的浮力等于自身的重力,即F浮A=GA=8 N, A排开水的体积为: V排A===8×10-4 m3; 物体A浸入水中的体积占总体积的,物体A的体积为:VA=V排A=×8×10-4 m3= 1×10-3 m3, 根据G=mg=ρVg可得,物体A的密度为: ρ===0.8×103 kg/m3, (2)图乙中A、B共同悬浮,则有: F'浮A+F浮B=GA+GB, 即ρ水(VA+VB)g=GA+ρBVBg 所以小球B的体积为: VB===2.5×10-4 m3。 类型二　出水类、入水类 【方法引领】 情景1 F拉=G物 情景2 F拉+F浮=G物,F浮=ρ液gS物h浸,Δh1= 情景3 F拉+F浮=G物,F浮=ρ液gV排=ρ液gV物,Δh2= 情景4 F支+F浮=G物,F浮=ρ液gV排=ρ液gV物 Δh=Δh1+Δh2= Δp=ρ液Δhg 5.(2024·绵阳期中)如图甲所示,盛有水的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,容器的底面积为100 cm2,现用弹簧测力计将浸没在水中的长方体物块A从容器底部缓慢竖直向上提起,弹簧测力计的示数F与物块A下表面离容器底部的距离h的关系如图乙所示(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)。求: (1)物块A浸没在水中受到的浮力; (2)物块A的密度; (3)物块A出水前后,水对容器底部压强的变化量。 解:(1)由图乙知,物块A在未露出水面前弹簧测力计的示数F1=3.6 N, 物块A露出水面后弹簧测力计的拉力 F2=5.6 N, 则物块A的重力:G=F2=5.6 N, 物块A浸没在水中受到的浮力: F浮=G-F1=5.6 N-3.6 N=2 N; (2)因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,由F浮=ρ液gV排可得,物块A的体积: V=V排===2×10-4 m3, 由G=mg可得,物块A的质量: m===0.56 kg, 则物块A的密度: ρ===2.8×103 kg/m3; (3)从开始上提到物块A完全离开水面时,水面高度变化量: Δh===0.02 m, 水对容器底部压强的变化量: Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m=200 Pa。 6.(2023·枣庄中考)用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,如图甲所示,直至完全浸没(水未溢出)。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4 kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5∶1, ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求: (1)金属块所受的重力; (2)金属块的下表面浸入水中的深度为2 cm时,弹簧测力计的示数; (3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强; (4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。 解:(1)由题意可得,金属块受到的重力为: G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N; (2)由题图乙可知,当h=2 cm时,金属块排开水的体积V排=20 cm3=20×10-6 m3,根据阿基米德原理可知,此时金属块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3× 10 N/kg×20×10-6 m3=0.2 N; 弹簧测力计的示数为 F拉=G-F浮=4 N-0.2 N=3.8 N; (3)由题图乙可知,当h=5 cm时,金属块刚好浸没,即金属块的高度为5 cm,此时金属块底部受到水的压强为:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-2 m=500 Pa; (4)金属块的底面积为: S金===10 cm2; 容器的底面积为:S=5S金=5×10 cm2=50 cm2; 增加的压力等于水对金属块的浮力,则: ΔF=F浮'=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×50×10-6 m3=0.5 N; 水对容器底部增加的压强为 Δp===100 Pa。 类型三　注水、排水类 【方法引领】 情景1 F浮=G物=ρ液S物h浸g,ΔV注1=Δh1(S容-S物) 情景2 F浮=G物=ρ液S物h浸g,ΔV注2=Δh2S容 情景3 F拉+G物=F浮,F浮=ρ液gV排=ρ液gV物, ΔV注3=Δh3(S容-S物) 情景4 F拉+G物=F浮,F浮=ρ液gV排=ρ液gV物, ΔV注4=Δh4S容 7.(2024·重庆沙坪坝区月考)如图甲所示,圆柱形玻璃杯A、实心柱形物体B用细线相连放入装水的薄壁柱形容器中处于静止状态,此时细线拉直(细线不可伸长且质量体积均忽略不计),细线的拉力为2 N,A的重力为6 N,物体B的体积为100 cm3,柱形容器的底面积为500 cm2,在打开容器底部水龙头放水的过程中,细线所受拉力大小随时间变化图像如图乙所示。t1时刻,物体B刚好接触容器底且与容器底无挤压(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)。求: (1)放水前(如图甲),玻璃杯A受到的浮力为多少; (2)物体B的密度为多少; (3)若t1时刻到t2时刻容器底部所受水的压强变化了200 Pa,那么容器对桌面的压强变化了多少。 解:(1)图甲中,玻璃杯A漂浮,受到向下的重力、拉力和向上的浮力作用, 玻璃杯A受到浮力: F浮A=GA+F拉=6 N+2 N=8 N; (2)对物体B来说,它受到向下的重力和向上的拉力、浮力作用, GB=F拉+F浮B,ρBgV=F拉+ρ水gV, 物体B的密度:ρB===3×103 kg/m3; (3)t1时刻到t2时刻玻璃杯A减小的浮力: ΔF浮A=2 N-1 N=1 N, 此时它排开水体积的减小值: ΔV排A===1×10-4 m3, 由p=ρgh得,水面降低的高度: h===0.02 m, 此时玻璃杯A还受到浮力作用,所以它还浸在水中,放出水的体积: V水=S器h-ΔV排A=500×10-4 m2× 0.02 m-1×10-4 m3=9×10-4 m3, 由ρ=得,放出水的质量:m水=ρ水V水=1×103 kg/m3×9×10-4 m3=0.9 kg, 容器对桌面减小的压力(放出水的重力): ΔF=G水=m水g=0.9 kg×10 N/kg=9 N, 容器对桌面减小的压强: Δp'===180 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。 学科网（北京）股份有限公司 $$