内容正文:
物 理
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研究河北新考情 更懂中考新方向
河北新中考
物理
精讲册
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第二部分 专题复习 高分保障
专题一 力的综合应用
(一)压强与浮力的场景应用
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1.压强与浮力核心公式在一次水上演习中,解放 军出动了履带式水陆两栖突击车,该
车总质量为25 t,装配有输出功率为1.2×10⁶W 的发动机。
(1)该车在水平沙滩上静止时,两条履带与沙 滩的总接触面积为5 m², 求该车对沙滩
的压 强 ;(g取10 N/kg)
解: 由题意可知,该车在水平沙滩上静止时, 该车对沙滩的
压力等于该车的总重力,即F 压=G=mg=25×10³kg×10N/kg=2.5×10⁵N
由可得,该车对沙滩的压强
=
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(2)该车在水面漂浮时,求它排开的水的体 积 ;(ρ水=1×10³kg/m³)
解:该车在水面漂浮时,根据物体的浮沉条件
可知,F 浮=G=2.5×10⁵N
由 F 浮=ρ液 gV 排可得,该车排开的水的体积
V排
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(3)若该车以21.6km/h 的速度在水面上匀速 行驶,求该车受到的阻力。
解:由题意可得,该车的速度为v=21.6km/h =6m/s
因为该车在水面上匀速行驶,所以该车受到的阻力等于发动机的动力,即f=F
由=Fv可得,该车受到的阻力
N
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2.压强浮力基础运算 滹沱河 是河北石家庄的“母亲 河”,近年来石家庄持续推 进滹沱河
生态修复工程,如今河道水质显著提升,已成为集生态保护、 休闲观光于一体的城市
绿廊。某环保公司特制的“滹沱清道夫”保洁船,专门用于滹沱河 河道垃圾清理,其
标有排水量15 t (排水量指船满载时排开水的质量),助力河道水环境维 护(ρ水=1.0×10³
kg/m³, g 取10 N/kg)。 求 :
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(1)保洁船作业时, 一名体重500 N 的工作人 员站立在船板上,其双脚与船板
的接触面积为 400 cm²,求工作人员双脚对船板的压强;
解:工作人员双脚对船板的压力F=G=500 N
受力面积S=400 cm²=4×10⁻²m²
工人双脚对船板的压强p人=1.25×10⁴Pa
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解:某废弃塑料桶悬浮在水面下0.8 m 深处,
所受水的压强p=ρ 水gh=1.0×10³kg/m³×10 N/kg×0.8m=8×10³Pa
(2)工作人员发现 一个废弃塑料桶悬浮在水 面下0 . 8 m 深处,求该塑料桶在
该深度所受水的压强;
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解:该保洁船满载时所受的浮力 F 浮 = G 排= m排 g=1.5×10⁴kg×10N/kg=1.5×10⁵N
(3)“滹沱清道夫”保洁船满载清理垃圾 时,求船所受的浮力大小;
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解:工作人员对金属块至少做的功 W=Fs =mgs=2.5kg×10 N/kg×1.2m=30J
(4)工作人员将一个质量为2.5 kg 的废弃金属块从水面打捞上船,已知水面距
离船沿的高 度为1.2 m, 打捞过程中金属块始终匀速上 升,忽略水的阻力,求此
过程中工作人员对金属块至少做的功。
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3.压强、浮力动态计算如图甲所示,柱形容器的 质量m₀=0.2kg, 底面积S=2×10⁻²m²,
静 置 于水平桌面,其底部放置边长l=10 cm 的 正 方体物块。向容器中慢慢注入水,
当水的深度 h₁=8cm时,物块与容器之间恰好无弹力,g 取 1 0 N/kg, 水的密度ρ 水
=1.0×10³kg/m³。
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(1)求水的深度 h₁=8 cm 时,物块受到的浮 力 F浮;
解:物块排开水的体积 V排=L²h₁=(10 cm)²×8 cm= 800cm³=8×10⁻⁴m³
根据阿基米德原理F 浮=ρ水gV 排,
可得物块受到的浮力F 浮 =ρ 水gV排=1.0×10³kg/m³×10 N/kg×8×10-4m³=8N
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(2)求物块的密度ρ;
解:当h₁=8 cm 时,物块与容器无弹力,物块漂浮,G=F 浮=8N,
由 G=mg 得物块质量 m=0.8kg
物块体积 V=l³=(10×10⁻²m)³=1×10-3m³
物块的密度ρ=0.8×103kg /m3
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(3)求水的深度h₂=4cm 时,容器对桌面的压 强p;
解:水的体积V水=(S-l2)h₂=(2×10⁻²m²-(10×10⁻²m)²)] ×0.04m=4×10⁻⁴m³
水的质量 m水=ρ水 V水=1.0×10³kg/m³×4×10-4m³ =0.4kg
容器对桌面的压力F=G 总=(m0+ m 水+m)g=(0.2kg+ 0.4kg+0.8kg)×10 N/kg=14N
容器对桌面的压强度p=700Pa
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解:未加水前弹簧拉力等于物块重力,为8 N, 可从图丙读 出其伸长量为x₁=6cm。
当水面与物块上表面平齐时,物块排开水的体积 V排'=V=(10×10⁻²m)³=10⁻³m³
物块受到的浮力F 浮′=ρ 水g=1.0×10³kg/m³×10N/kg ×1×10³m³=10N
弹簧弹力F弹2=F 浮′-G=10N-8N=2N 此时弹力方向向下,由图丙可知F弹2=2 N时,
弹簧压缩量 x₂=1.5 cm。物块边长l=10cm,所以水面与物块上表面平齐时水的深度
h₃=l+x₁+x₂=10cm+6cm+1.5 cm=17.5cm
(4)若注水前,将物块用轻质弹簧悬挂,使物 块与容器之间恰好无弹力,如图乙
所示。已知该弹簧弹力大小 F 跟其伸长量( 或 压 缩 量 )x 之间的关系如图丙所示,
向容器中慢慢注入水,直到水面与物块上表面平齐,求水面与物 块上表面平齐时
水的深度h₃。
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