全国通用中考物理总复习技能训练二压强浮力的综合计算.pdf

技能训练二压强、浮力的综合计算浮力是力学计算中重要的组成部分，是初中物理中的难点之一，也是中考高频考点之一。一、计算浮力的方法1称量法：F浮 G F(用弹簧测力计测浮力)。2压力差法：F浮F向上F向下(用浮力产生的原因求浮力)。3阿基米德原理法：F浮G排或 F浮液 V排g(知道物体排开液体的质量或体积时常用)。4平衡法：F浮 G物，适用于漂浮或悬浮的自由状态的物体。二、计算浮力的基本思路1仔细审题，注意抓住隐含条件的关键词，如浸入、浸没、装满、未装满、溢出、未溢出、漂浮、悬浮、上浮、下沉等。2确定研究物体，并对物体进行受力分析(重力、浮力、拉力或压力等)。3在受力分析的基础上，列出关系式，漂浮或悬浮时F浮G物；用线吊在液体中时：F浮GG示；被强制压(按)入液体中时，F浮G F(F 为压力或拉力)，若有几个物体连接在一起，可以将它们视为一个整体进行研究。4把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式，代入已知量解出未知量，这种思维方式不仅对较难题适用，对解较容易的浮力题也适用。三、漂浮问题“五规律”：(历年中考频率较高)规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受到的重力。规律二：同一物体漂浮在不同液体里，所受浮力相同。规律三：同一物体漂浮在不同液体里，在密度大的液体里浸入的体积小。规律四：漂浮物浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几。规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。1(2015，眉山)如图所示，有一种圆柱形薄壁烧杯，它的底面积为50 cm2，烧杯自重1.2 N，置于水平桌面上，在烧杯内倒入200 mL的盐水时，杯底所受盐水的压强为440 Pa。(g 10 N/kg)求：(1)烧杯内盐水的密度；(2)烧杯对桌面的压强；(3)如图乙所示，把一个鸡蛋轻轻放入盐水中，鸡蛋刚好悬浮，液面上升到250 mL刻线处，求鸡蛋的重力。解：(1)盐水深 hVS200 cm350 cm24 cm0.04 m，盐水密度pgh440 Pa10 N/kg 0.04 m1.1 103 kg/m3(2)G盐水 FpS440 Pa50104m22.2 N，pF总SG杯G盐水S1.2 N 2.2 N50104 m20.68103 Pa(3)F浮液V排g1.1 103 kg/m310 N/kg(250200)10 6 m30.55 N，鸡蛋悬浮，G物F浮0.55 N 2(2015，郴州)如图是一厕所自动冲水装置，圆柱体浮筒A与阀门 C通过杆 B连接，浮筒 A的质量为1 kg，高为 0.22 m，B杆长为 0.2 m，阀门 C的上表面积为25 cm2，B和 C的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计，当A露出 0.02 m 时，C恰好被 A 拉开，实现了自动冲水(g 取 10 N/kg)。求：(1)刚拉开阀门C时，C受到水的压强和压力；(2)此时浮筒A受到的浮力；(3)浮筒 A的密度。解：(1)h 0.22 m 0.2 m 0.02 m 0.4 m，p水gh1.0 103kg/m310 N/g0.4 m 4103 Pa，FpS4103 Pa 25104 m210 N(2)FA浮GAFC拉mAgFC拉1 kg 10 N/kg 10 N20 N(3)VA排FA浮水g20 N10 N/kg 103 kg/m32103m3，S V排h下2103 m30.22 m 0.02 m1102m2，AmAVA1 kg1102 m20.22 m0.45103 kg/m33(2011，宁波)为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力F 把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，如图甲所示。工件的下底面与油面的距离为h，力 F与 h 的大小关系如图乙所示。小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的，老师告诉他，力 F 为负值时，表明它的方向与原来的方向相反了。(1)分析 BC段：随着 h 的增大，工件所受的浮力大小将_，油对工件下底面的压强大小将 _(填“变大”“变小”或“不变”)；(2)若 A点的坐标为(a，0)，则 a_。从图象分析，a 表示了工件一个物理量的值，这个量就是工件的_；(3)求 C点所对应状态下，工件所受的浮力及油对工件下底面的压强(不考虑大气压强)。解：(1)变大变大(2)400 重力(3)F浮GF400 N600 N103 N，pF压S103 N（0.5 m）24000 Pa 4小明来到素有“中国死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩，看到游客能漂浮在湖面，便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度。(g 取 10 N/kg)取一根细线与铁皮罐等高，通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置，并作记号。在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封，使之漂浮时一半浸入水中。在铁皮罐上加砝码，直至铁皮罐恰好浸没在水中。将该铁皮罐放入盐水中，加砝码，直至铁皮罐恰好浸没在盐水中。(1)铁皮罐的体积有多大？(2)铁皮罐和沙石的总重有多大？(3)盐水的密度有多大？解：(1)设铁皮罐一半浸入水中受浮力为F浮，根据漂浮条件，图有F浮G总，由图有 2F浮G总 G码，两式并解：F浮G码即 水gV排 m码g，V罐2V排2m码水2500 g1 g/cm31000 cm3(2)G总F浮水gV排103 kg/m310 N/kg 500106 m35 N(3)由 F浮G总得 盐gV排 G码 G罐，有盐10 N/kg10310 6m30.7 kg10 N/kg 5 N，解得盐1.2 103 kg/m35(2015，咸宁)一个圆柱形容器放在水平桌面上，如图甲所示，容器中立放着一个均匀实心圆柱体M，现慢慢向容器中加水，加入的水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图丙所示，在整个过程中无水溢出，M的底面始终与容器中的水面平行，当加入的水等于 3 kg 时，物体 M刚好漂浮且露出水面的高度为4 cm，如图乙所示，(已知水1.0 103kg/m3)求：(1)圆柱体 M刚好漂浮时容器中水的深度h；(2)圆柱体 M的密度；(3)圆柱形容器的内底面积S。解：(1)h pg0.6 103 Pa103 kg/m310 N/kg0.06 m(2)F浮水gV排水gSh，又 F浮G物物gSL物gS(0.06 m 0.04 m)，即水gS0.06 m 物gS 0.1 m，解得物0.6 水0.6 103 kg/m3(3)S FpGp（7 kg 3 kg）10 N/kg1.0 103 Pa0.6 103 Pa0.1 m2或 FG总(7 kg 3 kg)10 N/kg 100 N，SFp100 N1103 Pa0.1 m2(其他合理解法也可)6(2015，天津)底面积为So的圆柱形薄壁容器内装有密度为o的液体，横截面积为S1的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连，且部分浸入液体中，此时细线刚好伸直，如图所示。已知细线所能承受的最大拉力为T，现往容器中再缓慢注入密度为o的液体，直到细线刚好被拉断为止。请解答下列问题。(1)画出细线刚好伸直时，木块在竖直方向上的受力示意图；(2)导出细线未拉断前，细线对木块拉力F与注入的液体质量m之间的关系式；(3)求出细线刚好被拉断时与细线断后容器中液面恢复稳定时，容器底部所受液体压强的变化量。解：(1)(2)注入液体质量为m时，线的拉力为F，FF浮0ghS1，m 0h(S0 S1)，FS1gS0 S1(3)当细线刚好拉断时，F浮G T液面恢复稳定后F浮G，0g(V排V排)T，0ghS0T，pTS0(其他方法合理也可)