力学计算- 【一战成名新中考】2026福建物理中考必考知识点题组特训

压强、浮力相关分析与计算（涉及三力平衡） 1．如图所示，有一个的两端开口的弯管形容器，从粗端向容器中灌水，在细端用一个横截面积为0.01m2的活塞堵住.当H=30cm，h=10cm时，活塞的重5N，在活塞上放置一个重力为15N的砝码，活塞静止.水对活塞的压强为 Pa.活塞与细管间的摩擦力为 N（g取10N/kg）. 2．如图甲，用带有“真空”吸盘的起重机搬运玻璃.起重机先在内把质量为的玻璃板在竖直方向缓慢提升24m，再用2min使玻璃板在水平方向缓慢平移10m.已知不计吸盘的质量，吸盘覆盖玻璃板总面积为0.1m2，大气压为，搬运过程中吸盘和玻璃板始终都处于水平面上.已知F0为玻璃板受到大气压竖直向上的“托力”，如图乙，则“真空”吸盘对玻璃板的压力F压为 N. 3．如图，有一圆柱形容器，放在水平桌面上.现将一体积为，质量为的矩形金属块放在容器底部，再向容器中加入水至图示，金属块对容器底部的压力是 N.（金属块与容器底部不是紧密接触，） 4．如图所示，一边长为10cm的正方体物块漂浮在水面上，有五分之二的体积露出水面，该物块所受浮力为 N，用手指对物块向下施加 N的压力能使物块刚好浸没在水中（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）. 5．装有适量水的平底圆柱形容器放置在水平桌面上，重为的物体叠放在体积为、重为的木块的正上方，将整体放入容器的水中，其静止时的状态如图所示，则物体受到的浮力为 N.（，g取10N/kg） 6．为对中国天眼（FAST）的反射面板进行健康体检，FAST调试组研制了“微重力蜘蛛人系统”，它使用一个装有配重及厚度不计的氦气球，未充入氦气时气球和配重总重1580N.“蜘蛛人”质量为60kg，充满氦气后体积为200m3.某次检测到水平反射面时，反射面受到的压力恰好为0.求：（ρ空气=1.29kg/m3，忽略“蜘蛛人”及配重受到的空气浮力） （1）“蜘蛛人”所受的重力； （2）氦气球受到的浮力； （3）氦气球内氦气的密度. 7．一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10cm的正方体物块拴接在容器底部，如图甲所示，当水深为30cm时，绳子刚好伸直；如图乙所示，当水深为36cm时，物体上表面恰好与水面相平，已知，则此正方体物块的密度为 ，乙图中细线的拉力为 N. 8．如图所示为一种被称为“跟屁虫”的游泳救生浮球，用一条带子拴在使用者腰间，游泳时它如影随形，是游泳安全的保护神.该救生浮球是一个醒目的橙色气囊，其质量为200g，体积为0.01m3，正常游泳时带子是松弛的.求：（取g=10 N/kg，ρ水=1×103 kg/m3） （1）气囊漂浮在水面，此时气囊受到的浮力. （2）在人体力不支时，可以将气囊压入水中，此气囊对人的最大支持力. 9．如图所示是某商场厕所的自动冲水装置，浮筒A是边长为20cm的正方体，盖片B的面积为（盖片B质量、厚度不计），连接AB的是长为30cm，体积和质量都不计的硬杆.当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被拉开，此时自锁装置锁住浮筒，水通过排水管流出冲洗厕所.求： （1）浮筒A刚好浸没时受到的浮力. （2）浮筒A的质量. 10．小力设计了如图所示的水库自动报警装置模型，A为压力传感器，B为不吸水的圆柱体，能沿固定的光滑细杆在竖直方向移动，其底面积，重.往模型内注水，随着水面上涨，B沿光滑细杆上升，当水面上涨到设计的警戒水位时，B对A的压力为3N，开始报警.求：（已知） （1）开始报警，B下表面距离水面的高度. （2）若要使警戒水位比原设计低2cm，则报警时，B对A的压力应该调整为多少. 11．小致在阅读古文时看到“怀丙打捞铁牛”的故事，由此受到启发，他设计了一个模拟打捞过程：如图甲所示，金属块A部分陷入淤泥内，水面上重为2N的小船内装有16N的砂石，竖直细绳将金属块A和小船紧连，此时细绳对金属块A向上的拉力为2N，小船有五分之一的体积露出水面；如图乙所示，将小船内所有砂石清除后，金属块A被拉出淤泥静止在水中，此时小船有五分之二的体积露出水面.图甲中，金属块A的上表面距离水面50cm.求：（，g取） （1）图甲中，金属块A上表面受到的水的压强. （2）图乙中，金属块被拉出淤泥静止在水中时，小船受到的浮力. 12．“背浮”是游泳时常佩戴的一种救生装置.如图甲为某款近似长方体的“背浮”，重为2.5N，底面积为500cm2，把足够大的柱形容器放在水平台面上，用不可伸长的细线（质量不计）一端与“背浮”的底面相连，另一端固定在容器底部，如图乙.往容器中缓慢持续注水，注水过程中细线的拉力F与水的深度h关系如图丙.求： (1)“背浮”刚要浮起来时，容器中水的深度. (2)注水过程中，“背浮”受到的最大浮力. (3)此“背浮”材料的密度. (4)注水过程中，浮力对“背浮”所做的功. 13．在泸州长江六桥的施工过程中，需要向江中沉放大量的构件.如图甲所示，某长方体构件以0.2m/s的速度匀速吊入江水中，构件受到钢绳的拉力、江水对构件的浮力随时间的变化关系如图乙所示.求：（已知江水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）构件刚浸没时，下表面受江水的压力. （2）该构件的底面积. （3）该构件的密度. 14．如图甲所示，利用缆绳把水下一个圆柱形的物体，以较小的速度匀速打捞出水面.图乙是此过程中拉力F随时间t的变化关系，设时开始拉物体.（不计绳重和水的阻力）（g取10N/kg，）求： （1）圆柱形物体完全浸没在水中受到的浮力. （2）圆柱体的密度. 15．图甲是我国自主研发的全球唯一一套全海深光电绞车系统“海威GD11000”，用于深海拖曳系统、缆控水下机器人（ROV）等大型系统的布放、回收及拖曳，是科考船的基本配置设备. (1)“海威GD11000”作业水深超4000m，求：4000m深处的海水产生压强的大小. (2)如图乙所示，电绞车系统正在将重为5t，体积的设备缓慢向上拉动200m，设备未露出水面，忽略阻力的作用，求：电绞车缆绳做的功. (3)（2）中的设备离开水面后，在拉力作用下继续匀速上升，如图丙所示.消耗电能与设备上升高度关系如图丁所示，求：该过程中，电绞车工作的效率. 16．人工涂抹油漆难精准且气味难闻，于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”，如图所示，上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成.浮杆的质量为0.2kg，底面积为；力传感器固定且与浮杆接触但无压力；工作台固定在上漆器底部，其上表面积为0.5m2，高为0.1m.将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央，将挡板固定在1m高处，开始注漆，当浮杆对力传感器的压力为14N时停止注漆，完成对柱体A的上漆.已知柱体A的质量为500kg，底面积为，高为0.8m，油漆密度为.g取10N/kg.求： （1）当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强； （2）当漆面上升至0.4m时，柱体A对工作台的压强； （3）停止注漆时，柱体A被上漆的高度. 学科网（北京）股份有限公司 $ 压强、浮力相关分析与计算（涉及三力平衡） 1.2 000 5 【解析】活塞下表面所处的水的深度为，水对活塞的压强为；活塞下表面受到水的压力为，活塞静止，由平衡力得，活塞与细管间的摩擦力为. 2.8000 【解析】大气对玻璃板向上的压力（受力面积仅为吸盘覆盖玻璃板的总面积），对玻璃板进行受力分析可知，玻璃板受到向下的重力、吸盘对它向下的压力和大气对玻璃板向上的压力，因玻璃板受力平衡，所以可得，玻璃板受到的重力，真空吸盘对玻璃板的压力. 3.4 【解析】金属块受到的浮力为，金属块受到的重力为，金属块对容器底部的压力是. 4.6 4 【解析】正方体物块的体积V=L3=(0.1m)3=1×10-3m3，该物块所受浮力；因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，所以，物块的重力G=F浮=6N，该物块刚好浸没在水中时，排开水的体积V排′=V=1×10-3m3，此时物块受到的浮力F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N，因物块刚好浸没在水中时，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、施加的压力作用处于平衡状态，所以施加的压力F=F浮′-G=10N-6N=4N. 5.4 【解析】图中，和静止时，在水中悬浮，受到的浮力等于、的总重力，即，所受的浮力为，所受的浮力为. 6．解：（1）“蜘蛛人”质量为60kg，根据重力的公式可知，该蜘蛛人受到的重力为 G=mg=60kg×10N/kg=600N （2）氦气球充满氦气后体积为200m3，浸没于空气中，排开空气的体积等于气球自身的体积，空气的密度为ρ空气=1.29kg/m3，则该气球受到的浮力为 F浮=ρ空气gV排=1.29kg/m3×10N/kg×200m3=2580N （3）反射面受到的压力恰好为0，根据受力分析可知，氦气球受到的浮力刚好等于气球重力、配重重力、人的重力和球内氦气的重力之和，故气球内氦气的重力为 G氦气=F浮-G总重-G=2580N-1580N-600N=400N 由密度公式可知，氦气球内氦气的质量为 故氦气的密度为 7．解：（1）由题意可知，当水深为30cm时，物体刚好伸直，此时物体处于漂浮状态，排开水的体积等于物体浸入水中的体积为 由于漂浮，物体受到的重力大小等于浮力 物体的密度为 （2）当物体浸没时，受到三个力的作用，它们之间的关系为 浸没时物体受到的浮力大小为 乙图中细线的拉力为 8．解：（1）气囊漂浮在水面，受到的浮力等于自身重力，则气囊受到的浮力为 （2）气囊完全被压入水中时，受到的浮力最大，为 此时气囊受到竖直向上的浮力、竖直向下的压力、竖直向下的重力，所以人对气囊的压力为 由于物体间力的作用是相互的所以气囊对人的支持力最大为 9．解：（1）浮筒A刚好浸没时受到的浮力为 （2）浮筒A刚好浸没时，盖片B的深度为h=30cm+20cm=50cm=0.5m 盖片B受到的压强为 盖片B受到的压力为 对浮筒A、硬杆和盖片整体受力分析，有 则浮筒A的质量是 10．解：（1）当B对A的压力为3N时，B受到重力G＝15N，浮力F浮和A对B的支持力F支，因为B处于静止状态，所以，而F支与B对A的压力是一对相互作用力，大小相等，即，则 （2）由可知，排开水的体积 又因为，其中，此时B下表面距离水面的距离 若要使警戒水位比原设计低2cm，即B下表面距离水面的深度变为 此时排开水的体积 则 所以B对A的压力 11．解：（1）随着小船的上浮，小船排开水的体积减小，根据可知小船受到的浮力减小，浸入的深度减小，根据可知，船底受到水的压强减小.金属块A的上表面距离水面50cm，则深度 金属块A上表面受到的水的压强 （2）如图甲所示，对小船受力分析可知，此时小船所受浮力 由可知，小船排开水的体积 由于此时小船有的体积露出水面，则小船的体积 图乙中，小船受到的浮力 12．解：（1）“背浮”刚要浮起来时，受到容器底部的支持力为，受到绳子的拉力为，此时，此时容器中水的深度 （2）当“背浮”恰好浸没时，受到的浮力最大，由图丙可知，此时绳子的拉力，所以物体受到的最大浮力 （3）物体浸没时，物体的体积，因此材料的密度 （4）注水过程中，“背浮”开始上浮到绳子刚被拉直的阶段，浮力才对物体做功，此阶段“背浮”上升的高度等于绳子的长度 注水过程中，浮力对“背浮”所做的功 13．解：（1）由图乙可知，经过10s构件刚好浸没，构件受到钢绳的拉力、江水对构件的浮力均为1.0×105N，由浮力产生的原因可知，此时下表面受到江水的压力 （2）构件下表面到水面的距离 此时下表面受江水的压强 该构件的底面积 （3）由图可知，浸没时构件受到浮力和拉力均为1.0×105N 所以构件的重力为 由阿基米德原理可知，构件的体积为 构件的密度为 14．解：（1）由图乙可知，CD段缆绳的拉力F＝600N不变，此时圆柱体位于空中，由二力平衡条件可得，圆柱形的重力G＝600N，由图乙可知，圆柱体完全浸没时，缆绳的拉力F′＝400N不变，则圆柱形物体完全浸没在水中受到的浮力F浮＝G﹣F′＝600N﹣400N＝200N （2）由G＝mg可得，圆柱形物体的质量 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由F浮＝ρ液gV排可得 圆柱体的体积圆柱体的密度 圆柱体的密度为 15．解：（1）4000m深处的海水产生压强为 （2）设备的重力为 设备未露出水面，排开水的体积等于设备的体积，即 此时设备受到的浮力为 设备缓慢被拉动，相当于设备做匀速直线运动，设备在竖直向上的拉力、浮力与竖直向下的重力的作用下处于平衡状态，由平衡力得，电绞车缆绳对设备的拉力为 电绞车缆绳做的功为 （3）当设备上升的高度为h时，电绞车的有用功为 由图丁可知，当 时，设备上升高度为20m，则设备上升的高度为h时，电绞车做的总功为 该过程中，电绞车工作的效率为 16．解：（1）当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强为 （2）当漆面上升至0.4m时，柱体A排开液体的体积为 柱体A受到的浮力为 对工作台的压力为 F压=G-F浮1=mg- F浮=500kg×10N/kg-3000N=2000N 柱体A对工作台的压强 （3）当浮杆对力传感器的压力为14N时，由力的相互性，力传感器对浮杆的压力T大小为14N，方向竖直向下，浮杆还受到重力及液体产生的浮力的作用，根据力的平衡有 F浮2=G浮杆+T=m浮杆g +T=0.2kg×10N/kg+14N=16N 根据阿基米德原理，浮杆排开液体的体积为 浮杆在液体中的深度为 当柱体A浸入深度为0.6m时，柱体A排开油漆的体积 此时柱体A受到的浮力 此时柱体A受到的浮力恰好等于柱体A的重力，故静止时柱体A应漂浮，继续注漆时，柱体A仍漂浮，故停止注漆时，柱体A被上漆的高度为 Δh=hA-(h-h2)=0.8m-(1m-0.8m)=0.6m 学科网（北京）股份有限公司 $