内容正文:
提分专题二密度、压强和浮力的综合分析与计算
学技法
一、密度、压强和浮力的综合分析
1.判断密度和浮力的大小关系
同一物体放在不同液体中
不同物体放入同种液体中
根据阿基米德原理F浮一P液gV排可知,当
观察物体所处的状态,根据浮沉条件可
液体密度相同时,物体排开液体的体积越
判断浮力的大小关系
判断:漂浮时,F学=G;悬浮时,F学=
大,所受到的浮力也越大:也可根据浮沉条
G物;沉底时,F浮<G
件判断所受浮力大小关系
观察物体所处的状态,根据浮沉条件可观察物体所处的状态,根据浮沉条件可判
判断液体密度的大小关系
判断:漂浮时,P液>P物;悬浮时,P%=P物;
断:漂浮时,P物<P液;悬浮时,P物=P液;沉
沉底时,P液<P物
底时,P物>P液
2.判断液体压强的大小关系:先判断液体密度的大小或液体深度的大小,再由p=P液gh判断
液体对容器底的压强大小关系。
3.判断容器对水平面的压强大小关系:容器对水平面的压力等于容器的重力与液体的重力之
和,根据力=。判断容器对水平面的压强的大小关系。
二、密度、压强和浮力的综合计算
解题思路
1.首先明确研究对象。确定是固体、液体还是气体相关问题。判断物体所处的状态(如在液体
中漂浮、悬浮、上浮或下沉)。
2.分析受力情况。对研究对象进行受力分析,明确物体受到哪些力的作用,如重力、浮力、压
力、支持力等。根据物体的运动状态判断力的大小关系。
3.确定相关公式。根据已知条件和所求问题,选择合适的公式进行计算。如求密度用ρ=可:
求液体压强用p=P液gh,求浮力的方法可大致分为以下几种:
(1)称重法:F浮=G一F(知道弹簧测力计两次称量的示数或两次钢绳的拉力)。
(2)压力差法:F浮=F上一F下(需要是正放的柱体或知道F上和F下)。
(3)平衡法:F浮=G物(漂浮或悬浮);F浮=G物一F支(沉底);F浮=G物十F拉(绳向下拉);F浮=
G物一F拉(绳向上拉)。
(4)阿基米德原理法:F浮=G排=m排g=P液gV排。
4.注意单位的统一。在计算过程中,要将所有物理量的单位转换成国际单位制中的基本单位。
中考考点整合
93
练思维
命题点一
密度、压强和浮力的综合分析
4.如图所示,甲、乙两个相同的容器中装有体积
1.如右图,杯中重力为G的木块在
相等的两种液体,将它们静止放置在水平桌面
水中上浮,最后木块漂浮。木块
上。将由同种材料制作的实心物体A、B分别
在上浮且未露出水面的过程中,
放入两个容器中,静止时液面等高,则(
下表面受到的水的压强
,受到
A.A的重力大于B的重力
的水的浮力
(前两空均选填“变
B.A受到的浮力等于B受到的浮力
大”“变小”或“不变”);木块的密度
C.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的
(选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度
密度
2.(2025赣州南康区模拟)林红同学把一个苹果
D.甲容器和乙容器的底部受到的压强相等
丢入水中,发现苹果下沉一段距离后,又向上
上竹管
运动,反复几次后最终漂浮在水面上,如图
②8④
待测海水
甲、乙所示。下列分析正确的是
A在下沉的过程中,苹果受到的水的压强
第4题图
第5题图
不变
5.(2025凉山)《天工开物》中记录了我国古代劳
B.在下沉的过程中,苹果受到的水的浮力
动者煮海水制盐的方法,其中对用于制盐的海
减小
水密度有严格要求。关于海水等级的测评,
C.在水面漂浮时,苹果的密度等于水的密度
《熬波图》中谈到可以用莲子制备成四颗不同
D.在整个过程中,苹果受到的浮力的方向总
标准的“浮子”来测定海水等级。测定时,浮起
是竖直向上的
的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一
等海水密度最大,等级最高,二、三、四、五等依
次次之)。若将以上四颗“浮子”放入盛有待测
海水的竹管内,“浮子”的沉浮情况如图所示,
第2题图
第3题图
则下列选项正确的是
3.(2025眉山)水平桌面上有甲、乙两个相同的
A.竹管内待测的海水为一等海水
圆柱形容器,内装不同液体。将两个相同的
B.①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”大
小球分别放入甲、乙两容器中,小球静止时如
C.①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”大
图所示。若两个容器底部所受液体压强相
D.若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受
等,则下列判断正确的是
浮力不变
A.两个容器中的液体密度相等
命题点已密度、压强和浮力的综合计算
B.两个容器所装液体的质量相等
6.提拉模型(2025安徽)某兴趣小组要测量一
C.甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的
个实心圆柱体(不吸水且不溶于水)的密度,进
压强
行了如下操作:用一根不可伸长的细线将圆柱
D.甲容器中小球所受浮力大于乙容器中小球
体竖直悬挂在铁架台上并使其保持静止,将一
所受浮力
个盛有水的柱形容器放在水平升降台上,容器
94
2口已6江西物理
和升降台整体安放在圆柱体的正下方,使容
如图甲所示。将一个重4.8N的物体B用细
器内的水面与圆柱体下表面恰好不接触,测
绳系于A的下方,使A、B两个物体恰好悬浮
得容器内水的深度为h1=l0cm,如下图所示;
在水中,如图乙所示。不计绳重及其体积,水的
缓慢调节升降台使细线恰好伸直且无拉力,测
密度P水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
得容器上升的高度为h2=8cm,整个过程没有
水溢出,圆柱体始终处于竖直状态。已知圆柱
体的高为H=20cm,圆柱体与容器的底面积
之比为S1:S2=1:3,p水=1.0×103kg/m3,
(1)图甲中,水对容器底的压力。
g取10N/kg,不计容器壁厚度。求:
(2)图甲中,物体A露出水面的体积。
(3)物体B受到的浮力。
(4)物体B的密度。
升降台
铁架台
(1)调节升降台前水对容器底部的压强p。
(2)调节升降台后圆柱体浸入水中的深度五。
(3)圆柱体的密度p。
7.连接体模型一个底面积为200cm2的平底薄
壁圆柱形容器装有适量的水,放置在水平桌
面上。将体积为600cm3、重4.2N的物体A
轻放入容器中,静止后水面的深度为10cm,
温馨提示。复习完本专题内容后,请完成集训本中相应的“模块分层练习”。
中考考点整合
95(4)V=m本,V=m法
体积较大;依题意知A、B的密度相同,根据m=pV
P海
P水
可知A的质量较大,根据G=mg可知A的重力较
因为P海>P水,所以V排<V水,故海平面会上升。
大,故A符合题意。A漂浮,浮力等于重力,且A
2.解:(1)根据阿基米德原理可得
的密度小于甲容器中液体的密度;B悬浮,浮力等
F浮=G排=m排g=0.1kgX10N/kg=1N
于重力,且B的密度等于乙容器中液体的密度。A
(2)由于木块漂浮,根据物体的浮沉条件可得,木块
的重力大于B的重力,所以A受到的浮力大于B
的重力G本=F浮=1N
受到的浮力,且甲容器中液体的密度大于乙容器中
G
IN
木块的质量m米=g=10N/kg
=0.1kg
液体的密度,故B、C不符合题意。甲容器中液体的
密度大于乙容器中液体的密度,液面等高,即深度
木块的体积V*=(0.05m)3=1.25×10-4m
相同,根据p=ρgh可知甲容器的底部受到的压强
故木块的密度
较大,故D不符合题意。
n未
0.1kg
p*=7本=1.25×10m
=0.8×103kg/m3
5.C【解析】根据浮沉条件可得,①号“浮子"”沉底,其
密度大于液体的密度,而②③④号“浮子”漂浮,密
(3)因为F#=F向上一F向F=1N,且木块漂浮在水
度都小于液体的密度。漂浮时浮力等于重力,F
面上,F向下=0N,所以木块下表面受到水的压力
=P液gV排=G=pgV。漂浮时物体浸人的体积占
F向上=F浮十F向F=1N
总体积的比例越大,物体的密度就越接近液体的密
IN
故木块下表面受到水的压强p=
F上一
度,则可得p1>p2>p3>p4。已知密度的关系,不知
(0.05m)2
道体积的关系,无法比较重力大小。图中②号“浮
=400Pa
子”接近悬浮,则海水密度在①②号“浮子”的密度
提分专题二
密度、压强和浮力的综合
之间,所以该海水为二等海水,故A、B错误,C正
分析与计算
确。图中①号“浮子”沉底,若改盛四等海水,液体
○练思维
的密度更小,因为还是沉底,所以①号“浮子”排开
1.变小不变小于
液体的体积不变,由阿基米德原理可知,浮力减小,
2.D【解析】在下沉的过程中,苹果所处深度变大,苹
故D错误。
果受到的水的压强变大,故A错误。在苹果浸没后
6.解:(1)调节升降台前水对容器底部的压强
的下沉过程中,苹果排开水的体积不变,水的密度
p=p水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=
不变,由阿基米德原理可知苹果受到的水的浮力不
1000Pa
变,故B错误。苹果最终漂浮在水面上,说明苹果
(2)缓慢调节升降台后使细线恰好伸直且无拉力,
的密度小于水的密度,故C错误。物体不管处于何
则圆柱体的位置始终不变。由水的体积不变可得
种浮沉状态,所受浮力的方向总是竖直向上的,故
S2h2=(S2-S1)h
D正确。
所以圆柱体浸入水中的深度
3.B【解析】两个容器底部所受液体压强相等,由图
S2h2
可知甲容器中液体深度小于乙容器中液体深度,根
3S1h2-3,
据p=Pgh可知,甲容器中液体密度大于乙容器中
h=s-5S,等-h:=2×8em=12em
(3)调节升降台后细线恰好伸直且无拉力,则圆柱
液体密度,故A错误。两个容器底部所受液体压强
体处于漂浮状态,所以F浮=G,则有P水gSh
相等,两个容器底面积相同,由p=5可知,两个容
=DS Hg
器底部所受液体压力相等;又因为液体压力等于液
则圆柱体的密度
体重力和小球重力之和,两个小球重力相等,所以
ghh1.0X10'kg/mX0.12 m
S,Hg H
0.2m
两个容器中的液体质量相等,故B正确。容器、液
体和小球的总重力相等,则容器对桌面的压力相
0.6×103kg/m
F
7.解:(1)图甲中水对容器底的压强
等:由于两个容器底面积相同,由p=S可知,甲容
p=P水gh甲=1.0×103kg/m3×10N/kgX10X
器对桌面的压强等于乙容器对桌面的压强,故C错
10-2m=1000Pa
误。因为两个小球分别在甲容器中漂浮,在乙容器
F
中悬浮,浮力等于重力,由于小球重力相等,因此甲
由力=S知,水对容器底的压力
容器中小球所受浮力等于乙容器中小球所受浮力,
F=pS=1000Pa×200×10-4m=20N
故D错误。
(2)因为A漂浮在水中,其受到的浮力等于自身的
4.A【解析】甲、乙两个相同的容器中装有体积相等
重力,即F浮=GA=4.2N
的两种液体,将由同种材料制作的实心物体A、B
由F浮=P液gV排得,物体A排开液体的体积V推=
分别放入两个容器中,静止时液面等高,则A和B
F
4.2N
=4.2×10-4m3
排开液体的体积相同:A漂浮,B悬浮,所以A的:
P水g1.0×103kg/m3×10N/kg
参考答案
11
=420cm3
程s=80km-40km=40km
物体A露出水面的体积Vx=V-V排=600cm3
汽车在20~50min内行驶的速度
420cm3=180cm
s 40 km
0=i=0.5h
=80 km/h
(3)图乙中A、B共同悬浮,此时F浮'=GA十GB=
4.2N+4.8N=9N
由图像可知,汽车在20~50min内做匀速直线运
根据F浮=ρ水gV排得此时物体A、B排开液体的
动,所以在20~40min内汽车的速度为80km/h。
总体积
(2)汽车在0~50min内的平均速度
Vu'=Fa'
9N
=9×10-4m
u=
s'80 km=96 km/h
P水g1.0×103kg/m3×10N/kg
其中VA=600cm3=6X10-4m
6
所以物体B的体积VB=V排'-VA=9×10-‘m3
1
(3)汽车匀速行驶时,所受牵引力F=f=-G
6×10-4m3=3×10-4m3
F浮B=P*gVg=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×
汽车匀速行驶时牵引力做功的功率P=”_巴-
t
t
10-4m3=3N
(4)物体B的质量mB=
=GB=4.8N
Fv-lGv
g 10 N/kg
=0.48kg
n
第2节机械能及其转化
物体B的密度
⊙过考点
pa--3设品-1.6x10e/m
①能够②运动③大④弹性⑤保持不变
教材素材小练
第十一讲功和机械能
1.动小一些
2.弹性势动
第1节功功率
○攻重难
○过考点
例D
①力②距离③Fs
④1⑤之比
⑥做功快慢
变式重力势能大于【解析】弹性小球从A点运
动到B点的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变
⑧W⑨1⑩103
小,同时速度变大,则动能变大,所以该过程中重力势
教材素材小练
能转化为动能。由图可知,弹性小球弹跳的最大高度
1.没有大石头没有在力的方向上移动距离
越来越低,说明弹性小球克服空气阻力做功,与地面
2.重力
Gh
撞击做功,则弹性小球的机械能逐渐减小,且B点在
C点之前,所以弹性小球在B点的机械能大于它在C
○攻重难
点的机械能。
例解:(1)货箱的速度
○探实验
=÷-识=03m/
【实验过程】
零刻度线不同相同
(2)叉车对货箱所做的功
【实验笔记】
W=Gh=mgh=300kg×10N/kg×3m=9000J
动钢球木块质量速度
(3)叉车对货箱所做功的功率
例(1)速度(2)质量【解释】(1)速度质量速
P=W-9000J=900W
度越大(2)质量越大
【交流】动
t
10s
【通关再问】
变式96014400【解析】汽车匀速行驶时,牵引力
(1)即将碰撞物块时(2)增大(3)AC(4)合理
等于阻力,牵引力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×
金属球运动的距离越大,克服阻力做的功越大,说明
480kg×10N/kg=96N,因为汽车行驶时功率恒定,
金属球的动能越大(5)速度(6)不相等(7)速度
所以汽车的功率P=”=臣=F=96NX10m/=
○刷真题
tt
1.减小
960W;在0~15s内汽车牵引力做的功W=Pt=960W
2.重力势能3.动不变
×15s=14400J。
⊙刷真题
第十二讲简单机械
1.F,E
2.不做功3.5×10-52×10-
第1节杠杆
⊙过考点
4.AD
①硬棒②动力作用线③F1l1=Fzl2④费距离
5.解:(1)由图像可知,汽车在20~50min内通过的路
⑤省距离⑥等于
12
、。己D已6江西物理