内容正文:
甘肃
物 理
课堂精讲册
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第一部分 立足教材过基础
模块四 力学
小专题培优2 浮力、压强综合题
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一、浮力、压强相关判断
方法指导
一、浮力大小比较
1.同一液体中: 相同,根据,越大, 越大;
2.不同液体中:(1)同一物体(或重力相同的不同物体)浸在不同液体
中,以重力为中间不变量,结合物体的浮沉状态,比较浮力大小;
(2)同体积不同物体浸没在不同液体中,根据,相同,
越大, 越大。
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二、液体压强大小比较
1.根据 p=进行判断:越大,h 越大,压强越大;
2.根据 p=进行判断:液体对容器底部的压力F与 的关系如下:
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第1题图
1.(2022兰州卷5题3分)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,弹
簧测力计挂一个实心铁块,其示数为 ;将铁块缓慢浸没入水中(未接
触溢水杯),若溢出的水全部流入小烧杯,弹簧测力计的示数为 ,下
列判断正确的是 ( )
D
水对溢水杯底的压强
B. 溢水杯对桌面的压力
C. 铁块受到的浮力
D. 小烧杯中的水重 G
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2.(2025眉山)水平桌面上的甲、乙两个相同圆柱形容器,内装不同液体。
将两个相同小球分别放入甲、乙两容器中,小球静止时如图所示。若两容
器底部所受液体压强相等,则下列判断正确的是 ( )
B
第2题图
A. 两容器中的液体密度相等
B. 两容器所装液体的质量相等
C. 甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
D. 甲容器中小球所受浮力大于乙容器中小球所受浮力
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第3题图
3.(2025安宁区校级二模)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的
容器内,装有适量的水,将A 、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器
内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
D
A. 物体受到的浮力大小关系为
B. 三个物体的密度大小关系为
C. 容器底部受到水的压力大小关系为
D. 容器对桌面的压强大小关系为
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【解析】由题知,A、B、C 三个正方体的体积相同;由图可知, A、B、C
三个正方体排开水的体积关系为,根据 可
知,浮力的大小关系为:,A错误;由图可知,A和B 处于
漂浮状态,C处于悬浮状态,则由浮沉条件可知:,,
,由于,所以;由于正方体 A、B、C 的
体积相同,所以根据 可得,物体密度的大小关系:
,B错误;正方体静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的
密度一定,根据p=ρgh 可知,容器底部受到水的压强的大小关系为
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,根据F=pS可知,受到的压力也是相同的,C错误;因正方体分
别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物
体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方
体排开水的重力,即可以理解为容器中正方体的重力补充了它排开的水的
重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌
面的压力大小关系为,根据 可知,压强也是相同的,
D正确。故选D。
4.(2024兰州卷10题3分)将质量相等的实心物体A、B 分别放入装有甲、
乙两种不同液体的容器中,已知两液体质量相等,两容器底面积相等但形
状不同, A、B 两物体静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面恰好
相平,下列说法中正确的是 ( )
A
第4题图
A. A物体体积大于 B 物体体积
B. 甲液体密度大于乙液体密度
C. A物体所受浮力小于B 物体所受浮力
D. 甲、乙两液体对容器底部的压强相等
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【解析】因A处于漂浮状态,故,B 处于悬浮状态,故,
物体 A 、B质量相等,根据G=mg 可知,,因此A物体所受浮力等
于B 物体所受浮力,C 错误;由题意和图示可知,两液体质量相等,两物
体在液体中分别处于漂浮、悬浮状态,甲为柱形容器,则甲液体对容器底
的压力 ,乙为上小下大的台形容器,因侧壁对
液体有向下的压力,会导致液体对容器底的压力增大,则乙液体对容器底
的压力,因、,所以
, 而两容器底面积相等,根据 p 可知,液体对容器底部的压强关系
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为 ,D错误; 而两容器底面积相等, 根据 p 可知,液体对容器
底部的压强关系为 ,D错误;液体对容器底部的压强关系为
,且两液体的深度相同,则由p=ρgh 可知两液体的密度关系为 ,
B错误;两物体受到的浮力相等,且,则由可知,物
体A排开液体的体积较大,即物体 A 浸在液体中的体积较大,且物体 A 漂
浮(有一部分露出液面),而物体B悬浮,则A 物体体积大于B物体体积,
A正确。故选A。
二、浮力、压强综合计算
方法指导
液体压强变化量的计算:
由Δp=ρg Δh 可知,要计算液体压强的变化量,需要计算出液面高度
的变化量。
(h 为物体在液体中的深度的变化量)
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第5题图
5.(2024兰州15题改编)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
底面积为200 的容器底部,如图甲所示,
当水深为30 cm时,绳子刚好伸直;如图乙所
0.4×
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300
示,当水深为36 cm 时,物体上表面恰好与水面相平。已知=1.0×
,g=10 N/kg ,则此正方体物块的密度为__________,
乙图中细线的拉力为___N ;剪断图乙中的绳子,物块上浮至漂浮状态静
止后,水对容器底部压强的变化量为_____Pa 。
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第6题图
6.(2025兰州卷24题8分)图甲是利用“浮
筒打捞法”打捞沉船的示意图,浮筒是密
封的大钢筒,能浮在水面上。打捞工作船
把若干个浮筒拖到沉船所在位置上方的水
面上,将浮筒灌满水,让它们沉到水底。潜水员用钢索把灌满水的浮筒拴
牢在船的两侧,然后用压气机将空气压进浮筒,把水排出,浮筒就会带着
沉船一起浮到水面上来。小雅利用上述原理制作了实心沉船模型A 和空心
浮筒模型B来模拟打捞沉船的过程:A、B间用轻质细绳相连,将A、B放
入水平地面上一个装有适量水、足够高的圆柱形容器中,B利用容器中的
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水自动充水,B充满水后A、 B 的位置如图
乙所示,此时, A 对容器底部的压力为
16 N。打捞时,向 B 中充气,当 B 中的水
全部排出至容器中时, B 浮出水面, A 、
静止时的位置如图丙所示。已知 A 的质量为1.4 kg,体积为200, B
的质量为0.6 kg,体积为2 000 ,圆柱形容器的底面积为1 000 。求:
#1
第6题图
(1)图乙中B受到的浮力;
解:由阿基米德原理得图乙中模型B受到的浮力
(2)B空心部分的体积;
第6题图
图乙中,以A、B 整体为研究对象,受到重
力G、浮力和容器底的支持力 ,且根
据力的相互作用知: =16 N,整
体受到的浮力
整体受到的重力
由于三力平衡,所以
22 N
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则B中充入水的重力 =22 N+16 N-(1.4 kg+
0.6 kg)×10 N/kg=18 N
根据题意可知,模型B空心部分的体积 等于B中充入水的体积
由 和G=mg 可得空心部分的体积
(3)乙、丙两图中,水对容器底部压强的变化量Δp 。
第6题图
图丙中,将A、B 整体作为研究对象,受
到重力G、浮力F ,处于漂浮状态,则整体
排开水的总体积
受到的浮力 (1.4 kg+0.6 kg)×10 N/kg = =20 N
则变化的体积
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液面变化的高度 Δ
水对容器底部压强的变化量 Δ
160 Pa
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$