(精讲册)16 提分专题四 浮力、压强综合计算（5年3考）（课件PPT）-【练客中考】2025年新疆物理总复习新思路

2025新疆 物理 精讲册 1 提分专题四 浮力、压强综合计 算（5年3考） 2 模型 1 漂浮、悬浮型（5年3考） 例1题图 例1 （2023新疆11题）某薄壁玻璃管粗细均匀、一端开口.早晨 在室外将该玻璃管开口向下竖直缓慢插入水中，玻璃管内封闭 了一段空气柱，如图所示，放手后玻璃管在某位置保持漂浮状 态，玻璃管露出水面的长度为 .中午时，由于管内空气升 A. B. C. D. 温膨胀，玻璃管内封闭的空气柱的长度增加了 ，此时玻璃管露出 水面的长度为( ) √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 方法一： 信息提取：（1）薄壁玻璃管：玻璃管的体积不计；（2）中午时,由于管 内空气升温膨胀：玻璃管的质量不变，所受浮力不变，仅是管内空气的体 积变大. 的理解：玻璃管所受浮力不变，故排开水的体积不变，玻璃 管的体积不计，则浸在液体中空气的体积不变，故增加的体积都在水面上 方，即增加的长度都露出水面. 方法二：根据漂浮，受力分析，列式求解. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 例1题图 ，即 ，中午时存 在等式 ，即 ， 并化简得 .故 错误，D正确.故选D. [解析] 设玻璃管长为，早晨玻璃管内的水高度为 ，玻璃管横 截面积为，中午玻璃管露出水面的长度为 ，根据题意，无论 早晨还是中午，玻璃管都漂浮在水面上，因此受到的浮力等于 玻璃管和管内水的重力之和，则早晨时存在等式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 例2题图 例2 如图，盛有水的圆柱形小容器漂浮在盛有水的圆柱形大容 器中，大容器的底面积是小容器的4倍（大、小容器壁的厚度 均不计）.现将体积相等的小球、 投入小容器中，投入后， 两容器内的水对各自容器底部压强的增加量相等.小球 的密度 的最大值为( ) A. B. C. D. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6 例2题图 [解析] 体积相等的小球A、B投入小容器中，设球的体积为 ， 由于A、B两个小球浸没在水中，则排开水的体积为 ； 所以，小容器中水面上升的高度 ，则小容器中 的水对其底部压强的增加量为 .由于 小容器漂浮在圆柱形大容器中，所以A、B投入小容器后，水对大容器底 部压力的增加量为 ， 则大容器底部压强的增加量为 ；由题意 可知，所以 ，已知 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7 ，联立①②可得 .由于B球是需要浸没在水中 的，所以B球的最小密度为 ，则由③可得，小球A的最大密度 .故选D. 例2题图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 例3 如图所示，有一体积为 的正方体悬浮在油和水中，浸在油中和 水中的体积之比为，则该物体受到的浮力为_______ ；若在失重状态 下，物体受到的浮力为___ ， ，取 0 例3题图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9 例3题图 [解析] 正方体的体积 ，浸在油中和水中的体积之 比为，则 ，浸在分层液体中的物体受 到浮力大小等于它排开所有液体的总重力，即 ；在失重状态下， ，根据 知物体受到的浮力为0. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10 例4题图 例4 （2021新疆22题5分）一端开口的圆柱形容器的器壁 厚度均匀，容器的内底面积 ，外底面积 ，将圆柱形容器（内有质量可忽略的空气） 倒扣于水中静止时如图所示.已知容器内外液面的高度差 （1）外部大气对容器底的压力； 解： ，外部大气对容器底的压力： ，容器口与容器外部液面的高度差 ，大气压强取 ，取 .求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11 （2）容器口处的水产生的压强； 例4题图 解：容器口处的水产生的压强： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 （3）圆柱形容器所受的重力. 例4题图 解： ，进入容器中水的重力： 将柱形容器和进入容器中的水看作一个整体，整体受到的浮力： 整体漂浮在水中， 所以容器的重力： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 例5题图 例5 如图所示，水平桌面上有一个底面积为 ，重为 的盛水的圆柱形容器.将用相同材料制成的空心球和实心球用 细线系住放入容器中，它们刚好悬浮于水中，此时水深 ， 实心球和空心球的质量均为 ，现将细线剪断，最终空心球 （1）两球在水中悬浮时受到的总浮力； 解：两球悬浮时受到的总浮力： 漂浮静止，实心球沉底，水面深度变化，取 求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 14 例5题图 （2）空心球漂浮静止时，容器对桌面的压强； 解：当两球悬浮时，水和两球的总重力： 容器对桌面的压强： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 15 （3）实心球的密度. 例5题图 解：当两球悬浮时： 当空心球漂浮时，容器中水的深度： 水和球的总重力： 代入数值，可得: 则：， 根据二力平衡条件得： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 16 实心球的体积： 例5题图 实心球的密度： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 17 例6题图 例6 （2015乌鲁木齐）如图，将含有一空心铝球的冰块投入平 底水槽中，冰块内空心铝球的体积 ，当冰块 （含空心铝球）悬浮时，排开水的体积 .冰全部熔 化后，浸没在水中的空心铝球沉入水底，已知冰的密度 ，取 求： （1）冰块（含空心铝球）在水中悬浮时的重力； 解：冰块（含空心铝球）浸没时受到的浮力： 由于冰块（含空心铝球）处于悬浮状态，则冰块（含空心铝球）的重力： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 18 （2）空心铝球最终对水槽底部的压力大小. 例6题图 解：冰的体积： 由和 得冰的重力： 空心铝球的重力： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 19 由于空心铝球沉在底部，则受到的浮力： 对水槽底部的压力： 例6题图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 模型 2 按压、提拉型（2022.19） 例7题图 例7 如图所示，底面积为的圆柱形容器里装有 水.现用细绳将体积为的圆柱体木块浸入 的体积， 此时细绳的拉力为 .若将细绳剪断，要使木块对容器底部的 压力为零，取 木块底面积的最小值为( ) A. B. C. D. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 21 例8题图 例8 如图甲所示，水平桌面上有一装有 水的 圆柱形容器，容器底面积为 .现将一 个体积为的 物块（不吸水）放入容 器中， 物块漂浮在水面上，露出水面的体积为 取 求： （1） 物块受到的浮力； 解： 物块排开水的体积： 物块受到的浮力： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 22 例8题图 （2）水对容器底部的压强； 解：水的体积： 水的深度： 水对容器底部的压强： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 23 （3）如图乙所示，在物块上轻放一个物块， 物块恰好浸没在水中 （水未溢出）.此时容器对桌面的压强增加量. 例8题图 解：在图甲中，物块漂浮， 物块的重力： 在图乙中，物块和 物块漂浮： 解得： 容器对桌面增加的压力： 容器对桌面增加的压强： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 24 例9题图 例9 （2023云南）如图所示，将重为、底面积为 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.用轻质细线悬挂一重 、 高、底面积为 不吸水的圆柱体.初始时圆柱体底部 距水面的竖直高度为 ，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 时，水面达到溢水口.已知 ，取 求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 25 例9题图 （1）圆柱体未浸入水中时，溢水杯对压力传感器的压强； 解：由题意知，溢水杯和杯中水的总重力为 ，则溢水 杯对压力传感器的压力: 溢水杯对压力传感器的压强： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 26 例9题图 （2）圆柱体未浸入水中时，溢水杯中水的质量； 解：由题意知，溢水杯中水的重力 ，溢 水杯中水的质量： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 27 例9题图 （3）圆柱体刚好浸没时，细线对圆柱体的拉力； 解：圆柱体刚好浸没时排开水的体积： 圆柱体受到水的浮力： 细线对圆柱体的拉力： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 28 例9题图 解：因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为 ，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 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： 设此过程中水面上升的高度为 ，则水面上升到溢水口时圆柱 体浸入水中的深度：,根据 的两 种计算方法可得： （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. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 29 代入数据可得： 解得： 此时圆柱体浸入水中的深度： 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 ，则整个过程中水 对溢水杯底部压强的变化量： 例9题图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 模型 3 注水、排水型（2022.22;2020.22） 例10题图 例10 （2019新疆）港珠澳大桥是世界上最长的跨 海大桥，其海底隧道由33节沉管组成.某节沉管两 端密封后的质量为 ，体积为 .安装时，用船将密封沉管拖到预定海面上，向其水箱中灌入海 水使之沉入海底，为了便于观察安装情况，沉管竖直侧壁外表面涂有红、 白相间的水平长条形标识（如图所示），每条红色或白色标识的长度 均为 ，宽度均为.海水的密度取，取 .求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 31 （1）沉管灌水前的重力； 例10题图 解：沉管灌水前的重力： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 32 （2）要使沉管沉入海底，至少需要灌入海水的重力； 例10题图 解：沉管全部浸入海水中时受到的浮力： 根据物体的浮沉条件可知，沉管要沉入水中，重力需大于浮力，所以要使 沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 33 （3）沉管沉入海底后，两条相邻的红色标识受到海水的压力差. 例10题图 解：两条相邻的红色标识受到海水的压强差： , 由 得，两条相邻的红色标识受到海水的压力差： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 34 例11题图 例11 如图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒 的底面积为，高为，盖片 的面积为 （盖片的质量、厚度不计）.连接浮筒 和盖片 的是长为 ，体积和质量都不计的硬杆.当流进水 箱的水刚好浸没浮筒时，盖片 被拉开，水通过排水 管流出冲洗厕所.（已知水的密度为， ）求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 35 例11题图 （1）当水箱的水刚好浸没浮筒时，水对盖片 的压力； 解：当水箱的水刚好浸没浮筒 时，水深： 水对盖片 的压强： 水对盖片 的压力： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 36 例11题图 （2）浮筒 的重力； 解：杆对浮筒的拉力等于水对盖片 的压力，即： 当水箱的水刚好浸没浮筒时，浮筒 受到的浮力： 浮筒受到的浮力等于浮筒重加上杆对浮筒的拉力，即：,浮筒 的重力： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 37 例11题图 （3）当浮筒所受浮力等于自身重力时盖片 又自动 关上，此时水箱中水的深度. 解：设圆柱体浮筒浸在水中的深度为，当浮筒 所 受浮力等于自身重力时，则有： 解得： 水箱中水的深度： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 38 温馨提示 请完成《课后提升练》P26～27习题 40 $$