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2026中考二轮复习---06压强浮力专题讲义
天津中考能力提拔最爱考查的题目。
天津特色与考查重点:漂浮/悬浮条件 + 阿基米德原理 + 液体压强变化量的综合推理;常与密度计原理、船闸、溢水杯结合。
典型题例方向与解题策略:
方向:“物体放入水中后液面高度变化”及容器底压强变化类推理题。
策略:液体压强 和 阿基米德原理 建立联系,注意区分“柱形容器”与“非柱形容器”。
必考知识划重点:
一、压强:压力的作用效果。
1.压力大小不一定等于重力大小
在某些情况下,尤其是日常生活中,有许多实例是重力和压力大小相等,方向相同,常被误认为是同一个力,但压力和重力是两个完全不同的力,两者没有直接关系。压力大小不一定等于重力。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力。注意压力方向:垂直于接触面指向受压物体。
2.深度的理解液体压强,h易错。
液体压强公式p=ρgh中,h是指从自由液面到该点的竖直距离, hA=30-20cm=10cm=0.1m
3.对压强概念的理解易错。
在日常生活中,作用在水平面上的物体,压力与重力大小相等,但对于非柱形容器,即使容器在水平面上,容器内液体对容器底部的压力也不等于液体所受的重力。有些同学在判断容器内液体对容器底部的压力大小时,不考虑容器的形状,简单地认为一定与容器内液体所受的重力相等而导致错误。例如下图所示:液体对底部的压力F甲=PS=ρgh·S=ρgV=mg=G液;对于乙图:液体对容器底部压力F乙=PS=ρgh·S=ρgV<mg(G液)
4.固体压强的计算易错
1.在运用压强公式计算时,要明确受力面积应该是指物体相互挤压的那部分面积。坦克有两条履带,人站立双脚着地,面积别漏算。易出现对受力面积考虑不周全,导致多计、少算的现象。
2.关于压强公式中压力的确定,部分同学会错误地认为压力大小就等于物体所受的重力,其实只有放在水平地面上的物体,对水平地面的压力大小才等于
5.流体压强与流速的关系判断。
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小,因此,在确定流体压强大小时,首先要判断流体流速的快慢,可从以下方面来分析:自然流动—如流动的空气(风)、流动的水,一般是在较宽阔的地方流体流速慢,较狭窄的地方流体流速快。
二、 浮力
1.浮力的方向
浮力的方向始终竖直向上,(不是垂直向上),与重力的方向相反,和物体所处的位置、运动状态、形状、液体放置方式都无关。
2.浮力与物体浸在液体中深度的关系理解易错
(1)“浸在”包含两种情景,一是部分浸入;二是全部浸没。
(2)浮力与物体浸在液体中深度的关系(两种情况)
物体浸没前,物体浸入的深度越深,浮力越大
物体浸没后,浮力与深度无关。
(3)影响浮力大小的因素:液体的密度、排开水的体积。
物体在液体中所受浮力的大小与物体的形状、体积、密度,液体的多少,物体所处的状态等均无关。
3.物体体积与排开液体体积的关系理解。
(1)物体的体积与排开液体的体积不同。
①当物体浸没在液体中时,V排= V物,物体体积不变,排开液体体积也不变,浮力大小与深度无关;
②当物体只有一部分浸入液体中时,V排 < V物,当物体逐渐浸入液体中时,排开液体的体积增大,物体所受浮力也增大。
(2)只有溢水杯中的水与溢水口相平时,溢出水的体积才等于物体浸入液体中的体积。
4.物体在液体中沉浮时的各种状态分析易错。
状态分析
动态(受非平衡力)
静态(受平衡力)
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
向上运动
向下运动
静止在液体内部任意深度
静止在液面上
静止在容器底
受力示意图
受力分析
F浮>G
F浮<G
F浮=G
F浮=G
F浮+F支=G
密度分析
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
体积分析
V排=V物(未露出液面前)
V排=V物
V排=V物
V排<V物
V排=V物
· 5.有关漂浮问题的五大规律理解。
规律一:“二力平衡”即物体漂浮在液面上时,物体所受浮力等于自身重力(F浮=G物)。
规律二: “质量相等”即物体漂浮在液面上,排开液体的质量等于自身质量(m排=m物)。
规律三:“体积比与密度比有关”,即物体漂浮在液面上,浸入液体的体积是物体体积的几分之几,物体密度即液体密度的几分之几。
完整推导:浮物液浸物物浸物物液
F浮=G物
ρ液gV浸=ρ物gV物
规律四:“浮力恒等”, 即物体漂浮在不同液面上时,所受浮力相等(F1=F2=······=Fn=G物)。只要物体还是漂浮静止,重力不变,浮力就永远等于物重,不会随液体密度改变。
规律五:“密大浸少”,即物体漂浮在不同液面上,在密度大的液体中物体浸入液体的体积小。
总结记忆口诀
漂浮平衡浮等重,排液质量等于物;浸体占比看密度,换液漂浮浮力同;液密越大浸越少,五大规律好解题。
· 经典考题:领悟考向
· 总结近十年中考真题,压强和浮力综合出题占比都在10分左右,多选13题,最后25题压轴题,或在24题中利用浮力测密度。
(2020.3分)13.水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器,容器内装有质量为m的水。现将一个底面积为S2的圆柱形木块(不吸水)缓慢放入水中,松开手后,木块直立在水中且与容器底接触(部分露出水面),如图所示。若此时木块对容器底的压力刚好为零,则( )
A.放入木块前水对容器底的压强为 B.放入木块后水对容器底的压强为
C.木块所受的重力为mg D.木块所受的重力为mg
(2021.6分)25.水平桌面上有一底面积为的圆柱形薄壁容器,容器内装有一定质量的水。将底面积为、高为的柱形杯装满水后杯子材料质地均匀,竖直放入水中,静止后容器中水的深度为,如图所示;再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为,如图所示。已知水的密度为。
求:
空杯子的质量;
该杯子材料的密度。
(2022.3分)13.小明在研究物体的浮沉问题时,制作了一个空腔“浮沉子”,将其放入一个底面积为、水深为的薄壁柱形容器内。刚放入水中时,浮沉子恰好悬浮,此时水深为,如图所示;一段时间后,由于渗漏空腔内开始进水,最后空腔充满了水,浮沉子沉底且完全浸没,此时水的深度降为。已知水的密度为,则所制作的浮沉子( )
A. 质量为 B. 质量为
C. 材料的密度为 D. 材料的密度为
(2024.3分)13. 水平桌面上有一底面积为的柱形平底薄壁容器,容器底部直立一底面积为的实心圆柱体(与容器底不密合),圆柱体对容器底的压强为,如图所示。向容器中注入质量为的液体后,圆柱体仍直立于容器底且未完全浸没,则( )
A. 圆柱体所受浮力为 B. 圆柱体所受浮力为
C. 容器底所受液体压强可能为 D. 容器底所受液体压强可能为
(2025.6分)25. 在跨学科实践活动中,同学们制作了如图所示的“浮力秤”,用来称量物体的质量。圆柱形薄壁外筒足够高且内装足量的水,带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中,浮体浸入水中的深度为。已知浮体横截面积为,外筒横截面积为,水的密度为。
(1)浮体和秤盘的总质量为______;
(2)秤盘中未放物体,在水面位于浮体标为“0”刻度线;秤盘中放质量为的砝码,在水面位于浮体的位置标为“”刻度线。请推导出这两条刻度线间的距离的表达式;
(3)为了测算该“浮力秤”的最大测量值,先把带有秤盘的浮体直立在外筒底部(图),再向外筒内缓慢注水,外筒底部受到水的压强与注入水质量的关系如图所示。当外筒底部受到水的压强至少为时,此“浮力秤”能够达到最大测量值,该最大测量值为______。
经典考题:领悟考向答案
13.【答案】AD
【详解】A.放入木块前,对容器底部的压力等于水所受的重力,由可得,水对容器底部的压强
故A符合题意;
B.放入木块前,容器中水的深度为
①
设放入木块后容器中水的深度为h,因木块对容器底的压力刚好为零,故木块刚好漂浮于水面上,则木块受到的浮力等于木块所受的重力,由阿基米德原理知,木块所受浮力等于木块排开水所受的重力,即
则
②
联立①②解得,放入木块后水的深度
则放入木块后,水对容器底部的压强为
故B不符合题意;
CD.由
可得木块所受的重力
故C不符合题意,D符合题意。
故选AD。
25.【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)由题意可知,再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为h0,则可知F浮=G,可得
推导出空杯的质量
(2)材料的体积为
材料的密度为
答:(1)空杯子的质量为;
(2)该杯子材料的密度为。
【答案】AD
【详解】AB.刚放入水中时,排开水的体积为
刚放入水中时,浮沉子恰好悬浮,浮力等于浮沉子的重力,等于排开水的重力,故浮子的重力为
经整理可知
故A符合题意,B不符合题意;
CD.一段时间后,空腔充满了水,浮沉子沉底且完全浸没,此时水的深度降为h2,则空腔部分的体积为
实心部分的体积为
材料的密度为
故C不符合题意,D符合题意。
故选AD。
2022.13【答案】AD
【详解】AB.刚放入水中时,排开水的体积为
刚放入水中时,浮沉子恰好悬浮,浮力等于浮沉子的重力,等于排开水的重力,故浮子的重力为
经整理可知
故A符合题意,B不符合题意;
CD.一段时间后,空腔充满了水,浮沉子沉底且完全浸没,此时水的深度降为h2,则空腔部分的体积为
实心部分的体积为
材料的密度为
故C不符合题意,D符合题意。
故选AD。
2024.13【答案】BD
【详解】AB.由密度公式可得,容器内液体的体积
圆柱体直立在液体中且与容器底接触,放入圆柱体后容器内液体的深度
圆柱体受到的浮力
故A不符合题意,B符合题意;
CD.若圆柱体对容器底部有压力,则容器底受到液体的压强
若圆柱体对容器底部的压力刚好为零时,即圆柱体漂浮,圆柱体所受的浮力等于重力,此时容器底所受液体压强为
故C不符合题意,D符合题意。
故选BD。
2025.25答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)如图,带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中,浮体浸入水中的深度为,则浮体和秤盘的总重力为
则浮体和秤盘的总质量为
(2)浮力秤始终漂浮,浮力等于重力,则
有
解得
(3)从浮力秤恰好漂浮到外筒底部受到水的压强为时,加入的水的重力为
则称量的物体质量最大时,浮力秤深度变化量为
结合(2)中解析式则有
解得最大测量值
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