专题2 类型3 压强和浮力-【通成学典】2025年新教材八年级物理暑期升级训练（人教版2024）

29 类型3 压强和浮力 1. (亳州蒙城期末)如图所示的薄壁容器质量 为2kg,底面积为20cm2,放在水平桌面上。 容器内装有0.5kg水,水深为18cm(容器的 厚度忽略不计)。求:(g取10N/kg) (1) 容器和水对桌面的压力和压强。 (2) 水对容器底的压力和压强。 第1题 2. (北京中考)近年来人们在东北林区发现了 越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为 了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平 坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着 地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所 示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙 所示,图中每个小方格的面积均为9cm2,数 出脚印轮廓所围小方格的个数(凡大于半格 的都算一格,小于半格的都不算),用数出的 小方格的个数乘以一个小方格的面积,就大 致得出了脚印的面积。测出脚印的深度,在 脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100cm2 的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物 体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同 时,测出容器及内部物体的总质量为30kg。 忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g 取 10N/kg,求: 第2题 (1) 该东北虎一只脚印的面积。 (2) 该东北虎的质量。 3. (淄博中考)如图甲所示,水平放置的长方体 容器中水深16cm,用细线将沉在容器底的 圆柱体物块竖直向上匀速提升。从物块刚 刚离开容器底到拉出水面的过程中,拉力F 与物块下表面到容器底的距离h 的关系如 图乙所示。细线的质量、体积及物块带走的 水均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g 取 10N/kg。求: 第3题 (1) 物块浸没在水中时受到的浮力。 (2) 物块取出后,水对容器底的压强。 (3) 容器中水的质量。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 2整合提升 拍 照 批 改 30 4. 跨学科实践 工程实践 (常州中考)为实施 流花11-1油田二次开发,中国工程师需要将 导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。 ① 工程师将导管架装载在驳船上,静止时驳 船排开海水的体积为8×104 m3,如图甲 所示。 第4题 ② 驳船将导管架运至海洋指定位置后,导管 架被推入海中,如图乙所示。 ③ 驳船和导管架完全分离后,静止时空驳船 排开海水的体积为5×104m3,如图丙所示。 已知导管架的体积为3.3×104m3,ρ海水 取 1.1×103kg/m3,g取10N/kg。求: (1) 导管架受到的重力大小。 (2) 导管架和驳船完全分离后,导管架最终 静止时受到的浮力大小。 答案讲解 5. (泰安中考)古代有一种计时器称为 “漏刻”,其计时原理是通过漏壶或 箭壶中水量的均匀变化来度量时 间。图甲为我国国家博物馆收藏的西汉时 期的计时工具青铜漏壶。图乙为某同学设 计的计时工具箭壶模型,该模型由薄壁圆柱 形玻璃容器、长方体木块(不吸水)和标有刻 度的箭尺构成,箭尺重力忽略不计,其底部 与木块相连,向容器内均匀注水,可使箭尺 和木块随水面匀速竖直上升,从而计时。已 知容器高为50cm,底面积为700cm2;木块 重1.5N,高为5cm。初始状态下,容器内有 部分水,刚好使木块在浮力作用下与容器底 部脱离接触,此时水深为3cm;工作状态下, 当木块上升至上表面刚好与容器上沿相平 时,一个计时周期结束。g取10N/kg,ρ水= 1.0×103kg/m3,不计容器底和容器壁的厚 度。求: 第5题 (1) 初始状态下木块受到的浮力。 (2) 木块的密度。 (3) 计时周期结束时木块底部受到的水的压 强和容器内水的质量。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 八年级物理(RJ版) 13 m总=ρ油V总=0.9×103kg/m3×5.5×10-3m3= 4.95kg,购买这些油的费用为79.2元,则此种花 生调和油的价格为79.2元 4.95kg=16 元/kg,即此种花 生调和油每千克16元 3. (1) A 容器内水的体积V水 =S容器h水 = 30cm2×20cm=600cm3=6×10-4m3,则容器 内水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×6× 10-4m3=0.6kg (2) 因为酒精的质量和水的质 量相等,所以m酒精=m水=0.6kg,故B 容器内酒 精的体积V酒精= m酒精 ρ酒精 = 0.6kg0.8×103kg/m3 =7.5× 10-4m3 (3) 实心铝球的体积V铝 = m铝 ρ铝 = 270g 2.7×103kg/m3 = 0.27kg2.7×103kg/m3 =1.0× 10-4m3,实心铝球浸没在酒精中,酒精和铝球的 总体积V总=V酒精+V铝=7.5×10-4m3+1.0× 10-4m3=8.5×10-4m3,将铁球和铝球分别放入 A、B 容器后,两容器内的总体积相等,即V铁球+ V水=V总=8.5×10-4m3,故空心铁球的总体积 V铁球=V总-V水=8.5×10-4m3-6×10-4m3= 2.5×10-4m3;铁球实心部分的体积V实= m铁 ρ铁 = 1580g 7.9×103kg/m3 = 1.58kg7.9×103kg/m3 =2×10-4m3, 故铁球空心部分的体积V空心=V铁球-V实=2.5× 10-4m3-2×10-4m3=5×10-5m3 类型3 压强和浮力 1. (1) 容器和水对桌面的压力F=G总=m总g= (m水+m容)g=(0.5kg+2kg)×10N/kg= 25N;容 器 和 水 对 桌 面 的 压 强 p = F S = 25N 20×10-4m2=1.25×10 4Pa (2) 水深h= 18cm=0.18m;水对容器底的压强p'=ρgh= 1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1.8× 103Pa;水对容器底的压力F'=p'S=1.8× 103Pa×20×10-4m2=3.6N 2. (1) 根据图乙中每一小格表示9cm2,脚印轮 廓所围小方格大于半格算一格,小于半格舍弃,可 数出共有15个小方格,则图中脚印面积S0= 15×9cm2=135cm2,即该东北虎一只脚印的面 积为135cm2 (2) 容器下陷的深度与脚印的深 度相同时,说明两者产生的压强相等,则p1=p2, 根据压强公式可得 G物 S物= G虎 S虎 ,所以G虎= G物S虎 S物 , m虎g = m物gS虎 S物 , m虎 = m物S虎 S物 = 30kg×4×135×10-4m2 100×10-4m2 =162kg 3. (1) 由图乙可知,当h>15cm时,物块完全离 开水面,物块受到竖直向下的重力和竖直向上的 拉力,则物块的重力G=F'=13N;当h<9cm 时,物块完全浸没在水中,此时拉力F=8N,物块 受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和竖直向 上的浮力,G=F+F浮,因此物块浸没在水中时受 到的浮力F浮=G-F=13N-8N=5N (2) 由 图乙可知,当h=15cm时,物块下表面刚好离开 水面,则物块取出后,容器中水的深度h水'= 15cm=0.15m,水对容器底的压强p=ρ水gh水'= 1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa (3) 根据F浮=ρ水gV排 可得,物块浸没时排开水 的体积V排= F浮 ρ水g = 5N1.0×103kg/m3×10N/kg = 5×10-4m3,物块浸没时与物块取出后相比,水面 下降的高度Δh=h水-h水'=0.16m-0.15m= 0.01m,容器的底面积S= V排 Δh= 5×10-4m3 0.01m = 0.05m2,容器中水的体积V水=Sh水'=0.05m2× 0.15m=7.5×10-3m3,根据ρ= m V 可得,容器中 水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×7.5× 10-3m3=7.5kg 4. (1) 当导管架在驳船上时,整体漂浮,所受浮力 等于驳船和导管架的总重力,根据阿基米德原理 算出浮力F浮1=ρ海水gV排1=1.1×103kg/m3× 10N/kg×8×104m3=8.8×108N;当导管架不 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 14 在驳船上时,空驳船所受浮力等于驳船重力,根据 阿基米德原理算出浮力F浮2=ρ海水gV排2=1.1× 103kg/m3×10N/kg×5×104m3=5.5×108N; 故导管架的重力等于两次重力差,即等于两次浮 力差,G=F浮1-F浮2=8.8×108 N-5.5× 108N=3.3×108N (2) 导管架质量m=Gg= 3.3×108N 10N/kg =3.3×10 7kg,其 密 度ρ= m V = 3.3×107kg 3.3×104m3=1×10 3kg/m3,小于海水密度1.1× 103kg/m3,故导管架会漂浮;漂浮时,所受浮力等 于重力,故浮力大小为3.3×108N 5. (1) 初始状态下,木块漂浮,受到的浮力F浮= G木=1.5N (2) 初始状态下,由题知,V排= 3 5V木 ① ,由F浮=G木,可得ρ水gV排=ρ木gV木 ②, 由①②可得木块的密度ρ木= 3 5ρ水= 3 5×1.0× 103kg/m3=0.6×103kg/m3 (3) 由题知,刚好使 木块在浮力作用下与容器底部脱离接触时,水深为 3cm,即木块漂浮时其浸入水中的深度h浸=3cm, 则此时木块露出水面的高度h露=h木块-h浸= 5cm-3cm=2cm,根据题意,计时周期结束时,容 器内水深h水=H-h露=50cm-2cm=48cm,木 块底部所处的深度h1=h浸=3cm=0.03m,木块底 部受到的水的压强p水=ρ水gh1=1.0×103kg/m3× 10N/kg×0.03m=300Pa,水的体积与木块排开 水的体积之和V总 =Sh水 =700cm2×48cm= 33600cm3,由F浮=ρ水gV排 得,木块排开水的体积 V排 = F浮 ρ水g = 1.5N1.0×103kg/m3×10N/kg =1.5× 10-4m3=150cm3,水的体积V水=V总-V排= 33600cm3-150cm3=33450cm3,由ρ= m V 可知 水的质量m水=ρ水V水=1.0g/cm3×33450cm3= 33450g=33.45kg 类型4 功、功率和机械效率 1. (1) 质量为80kg的机器人所受重力G=mg= 80kg×10N/kg=800N (2) 由题可知,运动时 所受阻力f= 1 20G= 1 20×800N=40N ;匀速直线 运动时受力平衡,根据二力平衡可得,此过程中牵 引力和阻力大小相等,即F=f=40N;此过程中 牵引力做功W=Fs=40N×30m=1200J (3) 此过程中牵引力做功的功率 P=Wt = 1200J 50s =24W 2. (1) 克服物体重力做的有用功W有用=Gh= 360N×3m=1080J (2) 根据v=st 和W= Pt可得,拉力F 做的功,即总功W总=Pt=P× h v=180W× 3m 0.3m/s=1800J (3) 滑轮组的机 械效率η= W有用 W总 ×100%= 1080J 1800J×100%=60% 3. (1) 克服物体重力所做的有用功W有用=Gh= 180N×0.2m=36J (2) 根据数学知识可知,杠 杆A 点上升的高度s=12OA= 1 2×0.6m= 0.3m,力对杠杆所做的总功W总=Fs=130N× 0.3m=39J (3) 不计摩擦,克服杠杆重力所做 的功即为额外功,W额外=W总-W有用=39J- 36J=3J,杠杆重心上升的高度h'=12s= 1 2× 0.3m=0.15m,由W=Gh 可知,杠杆的重力 G杆= W额外 h' = 3J 0.15m=20N 4. (1) 长方体建筑材料放在水平地面静止时,对 地面的压力等于长方体建筑材料的重力,即 F压=G=8×103N,则长方体建筑材料对地面的 压强p= F压 S = 8×103N 2m2 =4×10 3Pa (2) 该过 程克服长方体建筑材料重力所做的功W有用= Gh=8×103N×20m=1.6×105J (3) 由图乙 可知,n=2,该滑轮组的机械效率η= W有用 W总 × 100%=GhFs ×100% = Gh Fnh×100% = G nF × 100%= 8×10 3N 2×5×103N×100%=80% 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈