内容正文:
物理
精讲册
2025甘肃
提分专题二
浮力、压强综合计算(兰州5年3考)
2
兰州真题 随堂测
1
重难点突破
目录
CONTENTS
重难点突破
重难点
浮力模型中的受力分析
模型
受力分析(画出物体的受力示意图)
G
F浮
F支
G
F浮
F拉
G
F浮
F拉
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计
算
浮
力 阿基米
德原理 F浮=④__________
平衡法 F浮=⑤__ F浮=G-F支 F浮=G+
F拉 F浮=G-
F拉 F浮=G+F
备注 都是处于静态时的求法,漂浮和悬浮时优先考虑到F浮=G物,求出浮力后再结合阿基米德原理列出等式求出物体体积和密度等
对容器
整体受
力分析 注意:整体受力分析时图中绳子
的拉力为内力,因此不考虑.(在
右图中画出容器的受力示意图).
ρ液gV排
G
G容+G液+G物
F支
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容器对桌面的
压力F压 F压=⑦________________ F压=G容+
G液+G物-F拉 F压=G容+
G液+G物+F
容器对桌面的
压强p p=
液体对容器底
的压力和压强 方法一:先压强,后压力(适用于所有容器)
液体对容器底的压强:p=ρ液gh;对容器底的压力:F压=pS容
方法二:先压力,后压强(仅适用于柱形容器)
液体对容器底的压力,其大小等于容器中液体的重力与物体排开液体的重力之和,
即F压=G液+F浮;对容器底的压强p=
G容+G液+G物
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1. (2024达州)如图所示,一重为20 N的正方体木块静止在盛水的薄壁柱形容器中,已知容器底面积S=200 cm2,则木块下底面受到水的压力为____N,木块放入容器前后水对容器底部的压强变化量为_______Pa.
兰州真题 随堂测
模型
1
漂浮、悬浮型
第1题图
20
1 000
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2.(2023兰州一诊)小敏在家中进行“鸡蛋悬浮”的实验,根据实验过程解析下列问题:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)水平桌面上放一只薄壁的圆柱形杯子,质量为100 g,
底面积为50 cm2,杯子对桌面的压强是多少?
第2题图
解:杯子的重力:G杯=m杯g=100×10-3 kg×10 N/kg=1 N,
杯子放在桌面上,对桌面的压力:F=G杯=1 N,
杯子对桌面的压强:
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(2)将500 mL的水装入杯子中,水对杯底的压强是多少?
水对杯底的压强:p2=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg
×0.1 m=1 000 Pa;
第2题图
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(3)将一颗质量为55 g的鸡蛋放入杯中,鸡蛋沉入杯底,杯中液面上升了1 cm,鸡蛋所受的浮力是多少?
解:鸡蛋排开水的体积:V排=SΔh=50 cm2×1 cm=
50 cm3=5×10-5 m3,
鸡蛋受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg
×5×10-5 m3=0.5 N,
第2题图
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(4)在杯子中倒入适量食盐,并搅拌,最终鸡蛋悬浮在水中(如图所示),此时杯中食盐水的密度是多少?
解:鸡蛋浸没在水中时,鸡蛋排开水的体积等于鸡蛋自身的体积,即V蛋=V排=50 cm3,
鸡蛋悬浮在盐水中,根据物体的浮沉条件可知,盐水的密度:ρ盐水=ρ蛋=1.1 g/cm3.
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3.(2024兰州15题)一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10 cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30 cm时,绳子刚好伸直;如图乙所示,当水深为36 cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,则此正方体物块的密度为________kg/m3,乙图中细线的拉力为__N.
模型
2
按压、提拉型
(兰州5年3考)
0.4×103
6
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如图,圆柱形容器的底面积是100 cm2,内部装入适量的水.用细线将质量为400 g的木块系住使木块浸没在水中,木块静止时细线对木块的拉力为1 N.木块的密度是__________kg/m3,剪断细线木块静止后,水不溢出,容器底部受到水的压强减小了 Pa.(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
变式题图
0.8×103
100
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4.(2022兰州23题)一个质量为1 kg且质地均匀的长方体物块,底面是边长为10 cm的正方形.
(1)物块漂浮在水面上时,浸入在水中的体积占物块总体积的 ,此时物块所受到的浮力大小是多大?
第4题图
解:物块漂浮在水面上时,受到的浮力等于
物块的重力,即:
F浮=G=mg=1 kg×10 N/kg=10 N
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(2)用手缓慢下压物块,如图所示,当物块下表面所处的深度为0.09 m时,物块下表面受到水的压强是多少?
解:当物块下表面所处的深度为0.09 m时,
物块下表面受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.09 m=900 Pa
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(3)继续用手缓慢下压物块,当物块上表面与液面刚好相平时,需要施加压力是多大?
解:物块漂浮在水面上时,排开水的体积:
则物块的体积:
当物块上表面与液面刚好相平时,受到的浮力:F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.25×10-3 m3=12.5 N
当物块上表面与液面刚好相平时需要施加压力:
F=F浮′-G=12.5 N-10 N=2.5 N
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5. (2024广安)如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,装有适量的水放在水平桌面上.现将一个质量为2 kg、底面积为100 cm2的均匀长方体竖直放入容器中,受到容器的支持力为4 N,此时物体所受浮力为 N.若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图乙所示,则此时水面的高度与图甲相比增加了__cm.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
模型
3
注水、排水型
第5题图
16
4
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6.如图所示,水平地面上放一个底部有阀门K的薄壁柱形容器.现用细线把边长为0.1 m不吸水的正方体物块悬挂在力传感器下方(力传感器连接电脑后可显示拉力大小),物块有 的体积露出水面且处于静止状态,此时细线的拉力为0.5 N(细线长度变化忽略不计,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10 N/kg).求:
(1)物块受到的浮力;
解:物块的体积为:V=(0.1 m)3=10-3 m3
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(2)物块的密度;
解:细线受到的拉力:F拉=0.5 N
则物块受到的重力为:G=F浮+F拉=
7.5 N+0.5 N=8 N
第6题图
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(3)打开阀门让水缓慢流出,当细线拉力为5 N时,立即关闭阀门,这时容器底部受到水的压强与打开阀门前相比减少了多少.
解:当细线受到的拉力为:F拉′=5 N
此时物块受到的浮力为:F浮′=G-F拉′=8 N-5 N=3 N
浮力的变化量为:ΔF浮=F浮-F浮′=7.5 N-3 N=4.5 N
物块浸入水中体积的减小量为:
Δ
容器底部水的压强的减小量为:Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.045 m=450 Pa
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请完成《课后提升练》P24习题
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