内容正文:
微专题—一题多问搞定压强浮力综合计算
一题多问—容器底、桌面压力压强、物块浮力综合计算(提高)☆☆☆
1.水平地面上有底面积为250cm2、质量1kg的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为500g,边长为10cm的正方体物块B,通过一根10cm的细线(质量不计)与容器底部相连,此时水面距离容器底为30cm,求:(取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)物块上表面受到水的压强是多少?
(2)物块上表面受到水的压力是多少?
(3)物块下表面受到水的压强是多少?
(4)物块下表面受到水的压力是多少?
(5)容器底部受到水的压强是多少?
(6)容器底部受到水的压力是多少?
(7)容器对水平地面的压力是多少?
(8)容器对水平地面的压强是多少?
(9)处于不同深度的F1与F2的合力为多少?
(10)处于相同深度h3的F3与F4的合力为多少?
(11)剪断绳子后,物块受到的浮力为多少?
(12)剪断绳子后,物块底部受到水的压强是多少?
(13)剪断绳子后,物块底部受到水的压力是多少?
(14)剪断绳子后,容器底部受到水的压强是多少?
(15)剪断绳子后,容器底部受到水的压力是多少?
(16)剪断绳子后,容器对水平地面的压力是多少?
(17)剪断绳子后,容器对水平地面的压强是多少?
解:
(1)物块上表面的深度:h1=0.3m﹣0.1m﹣0.1m=0.1m
物块上表面受到水的压强:p1=ρ水gh=103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)物块上表面受到水的压力:F1=p1S=1000Pa×(0.1m)2=10N;
(3)物块下表面的深度:h2=0.3m﹣0.1m=0.2m
物块下表面受到水的压强:p2=ρ水gh2=103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(4)物块下表面受到水的压力:F2=p2S=12000Pa×(0.1m)2=20N;
(5)容器底部受到水的压强:p=ρ水gh=103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
(6)容器底部受到水的压力:F=pS=3000Pa×0.025m2=75N;
(7)容器对水平地面的压力:GB=mBg=0.5kg×10N/kg=5N;
V总=SAh=250cm2×30cm=7500cm3
V水=V总﹣VB=7500cm3﹣(10cm)3=6500cm3=6.5×10-3m3
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×6.5×10-3m3=6.5kg
G水=m水g=6.5kg×10N/kg=65N;
G容=m容g=1kg×10N/kg=10N;
F压=G水+GB+G容=65N+5N+10N=80N;
(8)容器对水平地面的压强:
(9)处于不同深度的F1与F2的合力:F合=F2﹣F1=20N﹣10N=10N
(10)处于相同深度h3的F3与F4的合力:p3=ρ水gh3,F3=p3S=ρ水gh3S,p4=ρ水gh4,F4=p4S=ρ水gh4S,
F合=F3﹣F4=ρ水gh3S﹣ρ水gh4S=0N
(11)剪断绳子后,物块受到的浮力:剪断绳子,FB=ρ水gVB=10N,FB>GB,B漂浮,FB浮=GB=5N;
(12)剪断绳子后,物块下表面的深度:,,物块底部受到水的压强:
(13)剪断绳子后,木块底部受到水的压力:
(14)剪断绳子后,物体B漂浮,一半体积露在外面,导致容器内液面下降,下降的高度:
,此时水面深度h’=0.3m-0.02m=0.28m,容器底部受到水的压强:
p’=ρ水gh’=103kg/m3×10N/kg×0.28m=2800Pa
(15)剪断绳子后,容器底部受到水的压力:F=p’S=2800Pa×0.025m2=70N;
(16)剪断绳子后,容器对水平地面的压力:F压’=G水+GB+G容=65N+5N+10N=80N;
(17)剪断绳子后,容器对水平地面的压强:
一题多问—容器底和桌面的压力压强计算(基础)☆☆
2.如图所示,放在水平桌面上的容器中盛有1.3kg水,其中h1=100cm,h2=60cm,容器右侧顶和底面积均为S=20cm2,容器自重3N,((取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)水对容器顶的压强;
(2)水对容器顶的压力;
(3)水对容器底的压强;
(4)水对容器底的压力;
(5)容器对桌面的压力;
(6)容器对桌面的压强。
【考点】压强的公式的应用;液体压强的公式及计算.
解:
(1)容器顶的深度:
h=h1﹣h2=1m﹣0.6m=0.4m,
水对容器顶的压强:
p=ρ水gh=103kg/m3×10N/kg×(1m﹣0.6m)=4000Pa;
(2)水对容器顶的压力:
F=pS=4000Pa×20×10﹣4m2=8N;
(3)水对容器底的压强:
p'=ρ水gh1=103kg/m3×10N/kg×1m=104Pa;
(4)水对容器底的压力:
F=p'S=104Pa×20×10﹣4m2=20N;
(5)容器对桌面的压力:
F桌=G水+G容=1.3kg×10N/kg+3N=16N;
(6)容器对桌面的压强:
p桌8000Pa。
故答案为:(1)水对容器顶的压强4000Pa;
(2)水对容器顶的压力8N;
(3)水对容器底的压强104Pa;
(4)水对容器底的压力20N;
(5)容器对桌面的压力16N;
(6)容器对桌面的压强8000Pa。
一题多问—压强浮力的综合计算(漂浮)☆☆☆
3.水平桌面上有一个重为4N的烧杯,将一个重为6N、边长为10cm的实心正方体物块甲放在水平地面上,再将物块甲投入烧杯的水中,液面从10cm上升至13cm,整个过程中水未溢出(取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1) 物块的质量?
(2) 物块的密度?
(3) 物块放在水平桌面时对桌面的压力?
(4) 物块放在水平桌面时对桌面的压强?
(5) 物块静止在水中时受到的浮力?
(6) 物块静止在水中时浸入水中的体积?
(7) 容器的底面积?
(8) 水的重力?
(9) 物块放在水平桌面时烧杯中水对容器底的压强?
(10) 物块放在水平桌面时烧杯中水对容器底的压力?
(11) 物块静止在水中时物块下表面受到的压强?
(12) 物块静止在水中时物块下表面受到的压力?
(13) 将物块全部压入水中,水对容器底的压强?
(14) 将物块全部压入水中,水对容器底的压力?
(15) 物块静止在水中时桌面受到的压力?
(16) 物块静止在水中时桌面受到的压强?
(17) 放入物体甲后,水对容器底部压强的变化量是多少?
(18) 将物块全部压入水中,需要再对物块施加的压力至少多大?
(19) 将物块全部压入水中,水对容器底的压强?
(20) 将物块全部压入水中,水对容器底的压力?
(21) 将物块全部压入水中,桌面受到的压力?
(22) 将物块全部压入水中,桌面受到的压强?
(23) 将物块全部压入水中,桌面受到的压强变化量是多少?
(24) 若将物块露出部分切去,静止后剩下部分漏出水面的高度?
(25) 将此物块投入另一种新液体中,静置后有五分之一露出水面,求新液体的密度?
解:
(1)
G甲=m甲g得
(2)
(3) 物块放在水平桌面:F甲=G甲=6N
(4)
(5)
,物块静止在水中时漂浮:F浮=G甲=6N
(6)
(7)
放入物块后,液面上升高度Δh=h2-h1=13cm-10cm=3cm=0.03m,容器底面积
(8) G水=m水g=ρ水V水g=ρ水S水h1g=103kg/m3×2×10-2m2×0.1m×10N/kg=20N
(9) P水=ρ水gh1=103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(10) F水=p水S容=1000Pa×2×10-2m2=20N
(11)
物块静止在水中时物块下表面深度,P3=ρ水gh3=103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
(12) F3=p3S甲=600Pa×(0.1m)2=6N
(13) P水'=ρ水gh2=103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa
(14) F水'=p水'S容=1300Pa×2×10-2m2=26N
(15) F桌=G杯+G水+G物=4N+20N+6N=30N
(16)
(17) ΔP水=ρ水gΔh=103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa
(18) 全压入:F浮'=ρ水gV甲=103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N,F施=F浮'-F浮=10N-6N=4N
(19)
全压入:水面上升高度,h4=0.1m+0.05m=0.15m,P水''=ρ水gh4=103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
(20) F水''=p水''S容=1500Pa×2×10-2m2=30N
(21) F桌=G杯+G水+G物+F施=4N+20N+6N+4N=34N
(22)
(23) ΔP桌=1700Pa-1500Pa=200Pa
(24) 漏出部分切去,剩余物块甲体积为V甲'=6×10-4m3,密度不变仍漂浮,浮力等于重力、
F浮'=G甲'=ρ甲gV甲'=0.6×103kg/m3×6×10-4m3×10N/kg=3.6N
V漏=V甲'-V排'=6×10-4m3-3.6×10-4m3=2.4×10-4m3
(25)
物块漂浮,浮力等于重力,F浮新=G甲,即,
一题多问—压强浮力的综合计算(下沉)☆☆☆
4.水平桌面上放置一个重为4N,底面积为100cm2的烧杯,水深12cm,重66N的实心正方体物块甲挂在弹簧测力计下面,浸没在水中,弹簧测力计的示数为56N,求:(取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1) 水的质量?
(2) 水的重力?
(3) 物块浸入水之前,容器对桌面的压力?
(4) 物块浸入水之前,容器对桌面的压强?
(5) 物块浸入水之前,水对容器底的压强?
(6) 物块浸入水之前,水对容器底的压力?
(7) 浸没时物块受到的浮力?
(8) 物块的体积?
(9) 物块的密度?
(10) 刚浸没时,水对物块下表面的压强?
(11) 刚浸没时,水对物块下表面的压力?
(12) 物块浸没水之后,水对容器底的压强?
(13) 物块浸没水之后,水对容器底的压力?
(14) 物块浸没水之后,水对容器底的压强的变化量?
(15) 物块浸没水之后,容器对桌面的压力?
(16) 物块浸没水之后,容器对桌面的压强?
(17) 将物块直接放入烧杯中,容器对桌面的压力?
(18) 将物块直接放入烧杯中,容器对桌面的压强?
(19) 将此物块浸没在盐水中示数为54N,求盐水的密度?
(20) 将此物块挂在弹簧秤上,使物块甲一半浸在酒精中,求弹簧秤测力计示数?(酒精的密度ρ酒=0.8×103kg/m3)
解:
(1)
m水=ρ水V水=ρ水S容h=103kg/m3×100×10-4m2×0.12m=1.2kg
(2) G水=m水g=1.2kg×10N/kg=12N
(3) F桌=G杯+G水=4N+12N=16N
(4)
(5) p水=ρ水gh水=103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
(6) F水=p水S容=1200Pa×100×10-4m2=12N
(7) F浮=G甲-F示=66N-56N=10N
(8)
(9)
(10)
甲边长a=,p2=ρ水gh2=ρ水ga=103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(11) F水=p水S甲=1000Pa×(0.1m)2=10N
(12)
(13) p水’=ρ水gh水’=ρ水g(h水+Δh)=103kg/m3×10N/kg×(0.12m+0.1m)=2200Pa
(14) F水’=p水’S容=2200Pa×100×10-4m2=22N
(15) F桌’=G杯’+G水’+F浮=12N+4N+10N=26N(此问略难,可结合物体间里的作用是相互的或整体法分析)
(16)
(17) F桌’’=G杯’+G水’+G甲=4N+12N+66N=82N
(18)
(19)
F浮’=G甲-F示’=66N-54N=12N,
(20)
一题多问—压强浮力的综合计算(绳悬挂)☆☆
5.底面积200cm2,高为0.5m,重为10N的薄壁柱形容器,内装有0.3m深的酒精,置于水平桌面上。细线吊着质量为3kg,边长为0.1m的实心正方体A,使其一半体积浸入酒精中,如图,取g=10N/kg,ρ酒精=800kg/m3,则此时,求:
(1)细线的拉力?
(2)A浸入一半体积时,容器内酒精对底部的压强?
(3)若剪断细线,待稳定后,液体对容器底部的压强将增加多少?
(4)若剪断细线,待稳定后,烧杯对桌面的压强将增加多少?
解:
(1)正方体A的体积:VA=(0.1m)3=0.001m3,
当正方体一半体积浸入酒精中时,V排VA0.001m3=0.0005m3,
正方体受到酒精的浮力:F浮=ρ酒精V排g=800kg/m3×0.0005m3×10N/kg=4N,
正方体的重力:G=mg=3kg×10N/kg=30N,
细线的拉力:F拉=G﹣F浮=30N﹣4N=26N;
(2)A浸入一半体积时,液面升高的高度:Δh0.025m,
此时酒精的深度h′=0.3m+0.025m=0.325m,
容器内酒精对底部的压强:
p=ρ酒精gh=800kg/m3×10N/kg×0.325m=2600Pa;
(3)正方体的密度ρA3000kg/m3,
因为ρA>ρ酒精,所以剪断细线,待稳定后正方体A下沉至容器底,
液面升高的高度:Δh0.025m,
液体对容器底部的压强增加值:Δp=ρ酒精gΔh=800kg/m3×10N/kg×0.025m=200Pa;
(4)剪断细线前,烧杯对桌面的压力F=G杯+G酒+(GA﹣F拉),
剪断细线后,烧杯对桌面的压力F′=G杯+G酒+GA,
剪断细线,待稳定后,烧杯对桌面的压力增加值:
ΔF=F′﹣F=G杯+G酒+GA﹣G杯﹣G酒﹣(GA﹣F拉)=F拉=26N,
受力面积S=S容=200cm2=200×10﹣4m2,
烧杯对桌面的压强增加值Δp1300Pa。
压强浮力的综合计算(排水类)☆☆☆☆
6.底面积为150cm2、重3N、盛水4cm深且足够高的薄壁柱形容器置于水平桌面上,如图所示,将底面积为50cm2质量为450g、密度为0.9g/cm3的不吸水圆柱体用轻质细线挂在测力计下,由图示位置缓慢向下浸入水中,直至测力计示数为0后,只取走测力计,再打开阀门K向外放水。求:(取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)圆柱体的体积;
(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,测力计的示数;
(3)当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,求此时水的深度。
解:(1)由ρ可知,圆柱体的体积:V500cm3;
(2)浸入水中的深度为2cm时,圆柱体排开水的体积:V排=Sh=50cm2×2cm=100cm3=10﹣4m3;
此时圆柱体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3=1N;
圆柱体的重力:G=mg=0.45kg×10N/kg=4.5N;
根据称重法可知,此时测力计的示数:F弹=G﹣F浮=4.5N﹣1N=3.5N;
(3)将圆柱体由图示位置缓慢向下浸入水中,当测力计示数为0时,若圆柱体漂浮,则F浮′=G=4.5N,此时圆柱体受到的浮力:F浮′=G=4.5N,
由阿基米德原理可知,圆柱体排开水的体积V排′4.5×10﹣4m3=450cm3,
根据V=Sh可知,其浸入水中的深度:h浸9cm,
浸入过程中水面上升的高度:Δh3cm,
则此时水的深度:H=h0+Δh=4cm+3cm=7cm<9cm,
因为此时水的深度小于圆柱体浸入水中的深度,故假设不成立,则测力计示数为0时圆柱体与容器底接触;
只取走测力计,再打开阀门K向外放水,
当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,
由p可知,容器对桌面的压力:F压=pS容=800Pa×150×10﹣4m2=12N;
因容器对桌面的压力等于容器、圆柱体和容器内水的重力之和,
则此时水的重力G水′=F压﹣G容﹣G=12N﹣3N﹣4.5N=4.5N,
由G=mg可知,容器内剩余水的质量:m水′0.45kg,
由ρ可知,放水后剩余水的体积:V水′4.5×10﹣4m3=450cm3,
此时水的深度:h′4.5cm。
答:(1)圆柱体的体积为500cm3;
(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,测力计的示数为3.5N;
(3)当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,此时水的深度为4.5cm。
微专题—浮力图像问题
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微专题—一题多问搞定压强浮力综合计算
一题多问—容器底、桌面压力压强、物块浮力综合计算(提高)☆☆☆
1.水平地面上有底面积为250cm2、质量1kg的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为500g,边长为10cm的正方体物块B,通过一根10cm的细线(质量不计)与容器底部相连,此时水面距离容器底为30cm,求:(取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)物块上表面受到水的压强是多少?
(2)物块上表面受到水的压力是多少?
(3)物块下表面受到水的压强是多少?
(4)物块下表面受到水的压力是多少?
(5)容器底部受到水的压强是多少?
(6)容器底部受到水的压力是多少?
(7)容器对水平地面的压力是多少?
(8)容器对水平地面的压强是多少?
(9)处于不同深度的F1与F2的合力为多少?
(10)处于相同深度h3的F3与F4的合力为多少?
(11)剪断绳子后,物块受到的浮力为多少?
(12)剪断绳子后,物块底部受到水的压强是多少?
(13)剪断绳子后,物块底部受到水的压力是多少?
(14)剪断绳子后,容器底部受到水的压强是多少?
(15)剪断绳子后,容器底部受到水的压力是多少?
(16)剪断绳子后,容器对水平地面的压力是多少?
(17)剪断绳子后,容器对水平地面的压强是多少?
一题多问—容器底和桌面的压力压强计算(基础)☆☆
2.如图所示,放在水平桌面上的容器中盛有1.3kg水,其中h1=100cm,h2=60cm,容器底面积S=20cm2,容器自重3N,((取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)水对容器顶的压强;
(2)水对容器顶的压力;
(3)水对容器底的压强;
(4)水对容器底的压力;
(5)容器对桌面的压力;
(6)容器对桌面的压强。
一题多问—压强浮力的综合计算(漂浮)☆☆☆
3.水平桌面上有一个重为4N的烧杯,将一个重为6N、边长为10cm的实心正方体物块甲放在水平地面上,再将物块甲投入烧杯的水中,液面从10cm上升至13cm,整个过程中水未溢出(取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1) 物块的质量?
(2) 物块的密度?
(3) 物块放在水平桌面时对桌面的压力?
(4) 物块放在水平桌面时对桌面的压强?
(5) 物块静止在水中时受到的浮力?
(6) 物块静止在水中时浸入水中的体积?
(7) 容器的底面积?
(8) 水的重力?
(9) 物块放在水平桌面时烧杯中水对容器底的压强?
(10) 物块放在水平桌面时烧杯中水对容器底的压力?
(11) 物块静止在水中时物块下表面受到的压强?
(12) 物块静止在水中时物块下表面受到的压力?
(13) 将物块全部压入水中,水对容器底的压强?
(14) 将物块全部压入水中,水对容器底的压力?
(15) 物块静止在水中时桌面受到的压力?
(16) 物块静止在水中时桌面受到的压强?
(17) 放入物体甲后,水对容器底部压强的变化量是多少?
(18) 将物块全部压入水中,需要再对物块施加的压力至少多大?
(19) 将物块全部压入水中,水对容器底的压强?
(20) 将物块全部压入水中,水对容器底的压力?
(21) 将物块全部压入水中,桌面受到的压力?
(22) 将物块全部压入水中,桌面受到的压强?
(23) 将物块全部压入水中,桌面受到的压强变化量是多少?
(24) 若将物块露出部分切去,静止后剩下部分漏出水面的高度?
(25) 将此物块投入另一种新液体中,静置后有五分之一露出水面,求新液体的密度?
(2)
一题多问—压强浮力的综合计算(下沉)☆☆☆
4.水平桌面上放置一个重为4N,底面积为100cm2的烧杯,水深12cm,重66N的实心正方体物块甲挂在弹簧测力计下面,浸没在水中,弹簧测力计的示数为56N,求:(取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1) 水的质量?
(2) 水的重力?
(3) 物块浸入水之前,容器对桌面的压力?
(4) 物块浸入水之前,容器对桌面的压强?
(5) 物块浸入水之前,水对容器底的压强?
(6) 物块浸入水之前,水对容器底的压力?
(7) 浸没时物块受到的浮力?
(8) 物块的体积?
(9) 物块的密度?
(10) 刚浸没时,水对物块下表面的压强?
(11) 刚浸没时,水对物块下表面的压力?
(12) 物块浸没水之后,水对容器底的压强?
(13) 物块浸没水之后,水对容器底的压力?
(14) 物块浸没水之后,水对容器底的压强的变化量?
(15) 物块浸没水之后,容器对桌面的压力?
(16) 物块浸没水之后,容器对桌面的压强?
(17) 将物块直接放入烧杯中,容器对桌面的压力?
(18) 将物块直接放入烧杯中,容器对桌面的压强?
(19) 将此物块浸没在盐水中示数为54N,求盐水的密度?
(20) 将此物块挂在弹簧秤上,使物块甲一半浸在酒精中,求弹簧秤测力计示数?(酒精的密度ρ酒=0.8×103kg/m3)
一题多问—压强浮力的综合计算(绳悬挂)☆☆
5.底面积200cm2,高为0.5m,重为10N的薄壁柱形容器,内装有0.3m深的酒精,置于水平桌面上。细线吊着质量为3kg,边长为0.1m的实心正方体A,使其一半体积浸入酒精中,如图,取g=10N/kg,ρ酒精=800kg/m3,则此时,求:
(1)细线的拉力?
(2)A浸入一半体积时,容器内酒精对底部的压强?
(3)若剪断细线,待稳定后,液体对容器底部的压强将增加多少?
(4)若剪断细线,待稳定后,烧杯对桌面的压强将增加多少?
一题多问—压强浮力的综合计算(排水类)☆☆☆☆
6.底面积为150cm2、重3N、盛水4cm深且足够高的薄壁柱形容器置于水平桌面上,如图所示,将底面积为50cm2质量为450g、密度为0.9g/cm3的不吸水圆柱体用轻质细线挂在测力计下,由图示位置缓慢向下浸入水中,直至测力计示数为0后,只取走测力计,再打开阀门K向外放水。求:(取g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)圆柱体的体积;
(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,测力计的示数;
(3)当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,求此时水的深度。
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