小专题（七） 压强和浮力的综合分析与计算 2024-2025学年初中物理（人教版山西专用）八年级下册

小专题（七）　压强和浮力的综合分析与计算 第十章 浮力 类型一　压强和浮力问题的定性分析 1. （2024·枣庄）我国奋斗者号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底，标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。奋斗者号在水面以下下潜过程中，受到的（　C　） A. 压强增大，浮力增大 B. 压强不变，浮力增大 C. 压强增大，浮力不变 D. 压强不变，浮力不变 C 1 2 3 4 5 6 7 2. （2024·德阳）盛有适量水的柱形容器静止于水平桌面上，先把质量与碗相等的土豆放置于碗中，并将其放入柱形容器的水中处于漂浮状态，如图甲所示；再把土豆从碗中取出轻放入水中，静止时土豆沉底、碗处于漂浮状态，如图乙所示，下列说法正确的是（　C　） A. 水对碗减少的浮力（图甲、乙对比）等于图乙中水对土豆的浮力 B. 图乙中水对碗的浮力小于水对土豆的浮力 C. 图甲容器中的水对容器底部的压强大于图乙容器中的水对容器底部的压强 D. 图甲容器对桌面的压强大于图乙容器对桌面的压强 C 1 2 3 4 5 6 7 3. 将两个完全相同的小球，分别放入装有不同液体的甲、乙两个完全相同的烧杯中，小球静止时两烧杯液面相平，如图所示，下列判断正确的是（　B　） A. 甲烧杯中液体的密度小 B. 乙烧杯底部受到液体的压强小 C. 甲烧杯中小球受到的浮力大 D. 甲、乙两烧杯对桌面的压力相等 B 1 2 3 4 5 6 7 类型二　压强和浮力问题的定量计算 4. （2024·凉山）如图甲所示，不吸水的石块m叠放在浸在水中的木块M上保持静止，石块的重力为4、体积为200cmN3，木块的重力为8、底面积为200cmN2，此时木块M排开液体的体积为 　1200　cm3。当按图乙方式连接静止时，木块M底部受到水的压强为  　500　Pa。（g取10N/kg） 1200　cm 500　 1 2 3 4 5 6 7 5. （2024·武汉）如图甲所示，水平桌面上有一个质量为100g、底面积为100cm2的圆柱形平底薄壁溢水杯，杯底上表面到溢水口的距离为15cm，杯中装有部分水，此时溢水杯对桌面的压强为p0。将挂在弹簧测力计下端密度为ρ的圆柱体从水面上方逐渐浸入水中，当圆柱体一半浸在水中时，圆柱体下表面受到的压力为F1，水对溢水杯底部的压强为p1；当圆柱体浸没在水中时，如图乙所示，弹簧测力计的示数为2.4N，溢出到小桶中的水重为1N，圆柱体下表面受到的压力为F2，溢水杯对桌面的压强为p2。已知p2＝p0＋200Pa，下列结论正确的是（　D　） D A. ρ＝2.2g/cm3 B. p1＝1.5×103Pa C. p2＝1.84×103Pa D. F2－F1＞1.5N 1 2 3 4 5 6 7 6. （2023·云南）如图所示，将重为3N、底面积为150cm2且装有水的薄壁（不计厚度）柱形溢水杯放置在水平压力传感器上，此时压力传感器的示数为30N。用轻质细线悬挂一重为20N、高为15cm、底面积为60cm2的不吸水的圆柱体，初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm，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7cm时，水面达到溢水口。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： 1 2 3 4 5 6 7 解：（1） 由题意知，溢水杯和杯中水的总重力G＝30N，则溢水杯对压力传感器的压力F＝G＝30N，溢水杯对压力传感器的压强p＝＝＝2×103Pa 第6题 （1） 圆柱体未浸入水中时，溢水杯对压力传感器的压强。 1 2 3 4 5 6 7 （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'＝30N－3N＝27N，溢水杯中水的质量m＝＝＝2.7kg 第6题 1 2 3 4 5 6 7 （3） 圆柱体刚好浸没时，细线对圆柱体的拉力。 解：（3） 圆柱体刚好浸没在水中时排开水的体积V排＝V＝Sh＝60cm2×15cm＝900cm3，圆柱体受到水的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×900×10－6m3＝9N，细线对圆柱体的拉力F拉＝G圆柱体－F浮＝20N－9N＝11N 第6题 1 2 3 4 5 6 7 （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。 解：（4） 因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm，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7cm时，水面达到溢水口，则圆柱体浸入水中的高度h'＝7cm－4cm＝3cm，圆柱体浸入水中的体积V'＝Sh'＝60cm2×3cm＝180cm3，此时溢水杯内水升高的高度Δh＝＝＝1.2cm，此时水面达到溢水口，则圆柱体从初始位置到刚好浸没，溢水杯内水变化的高度Δh＝1.2cm，所以水对溢水杯底部压强的变化量Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10－2m＝120Pa 第6题 1 2 3 4 5 6 7 7. （2024·河北）A为质量分布均匀的长方体物块，质量为300g，如图甲所示。B为内部平滑的圆柱形薄壁容器，底面积为300cm2，高为15cm，如图乙所示。A、B均静置于水平地面上，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 1 2 3 4 5 6 7 （1） 求A的密度。 解：（1） A的密度ρA＝＝＝0.75g/cm3＝0.75×103kg/m3　 1 2 3 4 5 6 7 （2） 图甲中A对地面的压强为p1，将A放入B后，B对地面的压强为p2，且p1∶p2＝5∶2，求B的质量。 解：（2） A的重力GA＝mAg＝0.3kg×10N/kg＝3N，图甲中A对地面的压强p1＝＝＝＝750Pa，将A放入B后，B对地面的压强为p2，且p1∶p2＝5∶2，即p1∶p2＝5∶2＝750Pa∶p2，解得p2＝300Pa，则B对地面的压力FB＝p2SB＝300Pa×300×10－4m2＝9N，则A和B的总质量m总＝＝＝＝0.9kg，则B的质量mB＝m总－mA＝0.9kg－0.3kg＝0.6kg 1 2 3 4 5 6 7 解：（3） 将A放入B后，向B中缓慢加水，由（1）可知，A的密度小于水的密度，A最终将会漂浮，则当A所受的浮力恰好等于其重力时，A对B底部的压力恰好最小，为0。则此时A排开水的体积V排＝＝＝＝3×10－4m3，此时A浸入水中的深度恰好为水的深度，分析可知，长方体底面积最大时，容器中水的深度最小，h＝＝＝0.0375m，则水对容器底部的压强p3＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0375m＝375Pa，则水对容器底部的最小压力F＝p3SB＝375Pa×300×10－4m2＝11.25N （3） 将A放入B后，向B中缓慢加水，在A对B底部的压力恰好最小的所有情况中，分析并计算水对容器底部的最小压力。 1 2 3 4 5 6 7 $$