江蘇省(蘇科版)2015年中考物理綜合計(jì)算題 有關(guān)壓強(qiáng)和浮力

1、綜合計(jì)算題第1 講 力學(xué)計(jì)算力學(xué)計(jì)算題是通過(guò)物理定律、公式的運(yùn)用與計(jì)算，對(duì)題目給的物理量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，得到所需的答案.力學(xué)計(jì)算題主要包括壓強(qiáng)與浮力的綜合計(jì)算；含有簡(jiǎn)單機(jī)械的綜合計(jì)算；有關(guān)機(jī)械效率的綜合計(jì)算題. 從命題形式上看，綜合題它往往借助生產(chǎn)生活中的實(shí)物或事件為載體，從不同的角度挖掘其中所隱含的物理過(guò)程，最后求解出某些相關(guān)的問(wèn)題.題型之一 有關(guān)壓強(qiáng)和浮力的綜合題這類計(jì)算題往往將密度、固體壓強(qiáng)、氣體壓強(qiáng)及浮力的計(jì)算綜合交織在一起考查，解答這類題時(shí)首先要選出正確的計(jì)算公式；二是要正確理解公式中物理量的意義；最后整體分析與單獨(dú)分析相結(jié)合. （2014重慶B）如圖甲所示，水平旋轉(zhuǎn)的平底柱形容器A

2、的底面積為200 cm2，不吸水的正方體木塊B 重為5 N，邊長(zhǎng)為10 cm，靜止在容器底部，質(zhì)量體積忽略的細(xì)線一端固定在容器底部，另一端固定在木塊底面中央，且細(xì)線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)5 cm，已知水的密度為1.0103 kg/m3.求：（1）甲圖中，木塊對(duì)容器底部的壓強(qiáng)多大？（2）問(wèn)容器A中緩慢加水，當(dāng)細(xì)線受到拉力為1 N時(shí)，停止加水，如圖乙所示，此時(shí)木塊B受到的浮力是多大？（3）將圖乙中與B相連的細(xì)線剪斷，當(dāng)木塊靜止時(shí)，容器底部受到水的壓強(qiáng)是多大？點(diǎn)撥：根據(jù)木塊B的所受的重力和邊長(zhǎng)，結(jié)合固體壓強(qiáng)的公式計(jì)算出木塊對(duì)容器底部的壓強(qiáng)；對(duì)木塊進(jìn)行受力分析，列出平衡等式，求出木塊在水中受到的浮力；繩子剪斷后，

3、木塊在水中處于漂浮狀態(tài)，求出此時(shí)木塊排開水的體積，然后再求出排開水的高度，進(jìn)而求出容器底部所受水的壓強(qiáng).1. （2013聊城）如圖甲所示，彈簧測(cè)力計(jì)下面掛一實(shí)心圓柱體，將圓柱體從盛有水的容器上方離水面某一高度處緩緩下降（其底面始終與水面平行），使其逐漸浸沒入水中某一深度處.如圖乙是整個(gè)過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關(guān)系的數(shù)據(jù)圖像.已知水=1.0103 kg/m3，g取10 N/kg.求：（1）圓柱體的重力.（2）圓柱體浸沒時(shí)受到的浮力.（3）圓柱體的密度.（4）圓柱體在剛浸沒時(shí)下表面受到的水的壓強(qiáng).2. （2014汕尾）如圖所示為某種型號(hào)潛水艇，其體積為510 m（海水密度近似

4、取1.010kg/m，g取10 N/kg）.求： （1）它在潛入到水下執(zhí)行任務(wù)時(shí)所受浮力； （2）它潛入到水下200 m時(shí)，它的一個(gè)面積為1.2 m的艙蓋所受海水的壓強(qiáng)和壓力.3. （2013重慶）2013年5月12號(hào)是母親節(jié)，小明陪父母一起去商場(chǎng)，想送給母親節(jié)日禮物，在商場(chǎng)中媽媽看上了既美觀又實(shí)用的茶幾魚缸，如圖甲所示.現(xiàn)將該魚缸放在水平地面上，已知魚缸內(nèi)的底面積是0.8 m，所裝水的深度為0.5 m.一條質(zhì)量為100 g的金魚懸浮在魚缸水中，如圖乙所示，g取10 N/kg.（1）金魚受到的浮力是多大？ （2）水對(duì)魚缸底部的壓力是多大？4. （2014玉林）如圖所示，體積為500 cm的長(zhǎng)方

5、體木塊浸沒在裝有水的柱形容器中， 細(xì)線對(duì)木塊的拉力為2 N，此時(shí)水的深度為20 cm.（g取10 N/kg），求：（1）水對(duì)容器底的壓強(qiáng)；（2）木塊受到水的浮力；（3）木塊的密度；（4）若剪斷細(xì)線待木塊靜止后，將木塊露出水面的部分切去，要使剩余木塊剛好浸沒在水中，在木塊上應(yīng)加多大的力？5. （2014廣安）如圖所示，一個(gè)圓柱形容器的底面積是10 dm2，裝入一定量的水.現(xiàn)將 一個(gè)方木塊放入容器中，木塊漂浮在水面上，水未溢出，木塊浸入水中的體積是6 dm3， 這時(shí)水的深度為8 dm.（g取10 N/kg，水=1.0103 kg/m3）求： （1）木塊受到的浮力是多大？ （2）放入木塊后，容器底部

6、受到水的壓力是多大？6. （2014黔西南）汕昆高速公路“冊(cè)亨-興義”其中有一隧道長(zhǎng)4 km，小汽車以100 km/h 的速度通過(guò)，所用的時(shí)間是多少小時(shí)？如果小汽車油箱裝滿油的容積是10-2m3，質(zhì)量 7.1kg，油的密度是多少？如果油的深度是20 cm，油對(duì)油箱底所產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多少？7. （2014黃岡）2014年4月14日，為尋找失聯(lián)的MH370航班，啟用了“藍(lán)鰭金槍魚-21” （簡(jiǎn)稱“金槍魚”）自主水下航行器進(jìn)行深海搜尋.其外形與潛艇相似（如圖甲所示），相關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為：體積1 m3、質(zhì)量750 kg，最大潛水深度4 500 m，最大航速7.4 km/h （不考慮海水密度變化，密度取1.

7、0103 kg/m3，g取10 N/kg）. （1）假設(shè)“金槍魚”上有面積為20 cm2的探測(cè)窗口，當(dāng)它由海水中2 000 m處下潛至 最大潛水深度處，問(wèn)該探測(cè)窗口承受海水的壓力增加了多少？ （2）“金槍魚”搜尋任務(wù)完成后，變?yōu)樽灾貢r(shí)恰能靜止漂浮在海面上，此時(shí)露出海面體積 為多大？ （3）若上述漂浮在海面的“金槍魚”，由起重裝置將其勻速豎直吊離海面.起重裝置拉力的 功率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，圖中P3=3P1.求t1時(shí)刻起重裝置對(duì)“金槍魚”的 拉力（不考慮水的阻力）.8（2014天津）下面是小明自制“浮力秤”的裝置圖（如圖）和使用說(shuō)明書已知水的密度為水，秤盤中未放物體時(shí)浮體的圓柱體侵入水中

8、的深度為h0，請(qǐng)根據(jù)上述內(nèi)容和條件解答：（1）在圖中畫出未稱物體時(shí)，浮體在水中沿豎直方向受力的示意圖；（2）推倒出被稱物體質(zhì)量m與浮體的圓柱體浸入水中深度h之間的關(guān)系式；（3）求出要使此“浮力秤”能夠達(dá)到最大稱量值，使用前應(yīng)在外筒中至少加入的水的質(zhì)量9（2014成都）閱讀了教材“自制密度計(jì)”的課外小實(shí)驗(yàn)后，小葉和小王決定進(jìn)行一下嘗試（1）兩人選擇了一個(gè)由某種特殊材料制成的條形長(zhǎng)方體A來(lái)制作密度計(jì)小王測(cè)得A的質(zhì)量為12g當(dāng)它漂浮在不同液面上時(shí)，所受到的浮力為 N（g=10N/kg）（2）小葉查閱了相關(guān)資料，在得知該材料的密度后，作出了如圖甲所示的V圖象，據(jù)圖象可以找到關(guān)于A的一些信息兩人發(fā)現(xiàn)A的

9、質(zhì)量可以在V圖中用陰影部分面積表示出來(lái)，請(qǐng)你在圖中用斜線畫出這一陰影部分（3）小王想用理論推導(dǎo)的方法，在A上標(biāo)注出各種密度值他選擇首先標(biāo)注水的密度，在測(cè)量出A的長(zhǎng)度為20cm后，作出了圖乙所示的示意圖經(jīng)過(guò)計(jì)算，他確定出水面位置在距A上表面h= cm處，并作了標(biāo)記（水=1.0103kg/m3）（4）為了保證收益結(jié)果，兩人將A放入足夠多的水中，發(fā)現(xiàn)它不容易豎直漂浮小葉在A的下端密繞了適量的金屬絲（金屬絲體積忽略不計(jì)），制成了“密度計(jì)”B小王提醒他，如果這樣，B的刻度應(yīng)該與A不同為了重新標(biāo)注，他們應(yīng)該測(cè)量的一個(gè)物理量是 （5）按照上述方法，兩人在B上標(biāo)注出了水、酒精、汽油等液體對(duì)應(yīng)的刻度值，一個(gè)簡(jiǎn)易

10、的密度計(jì)就制成了參考答案例1（1）F=G=5 N，S=0.1 m0.1 m=0.01 m2=500 Pa；（2）木塊B現(xiàn)在在水中受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力、拉力，在這三個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，故F浮=G+F拉=5 N+1 N=6 N；（3）據(jù)（2）可知F浮=6 N；故此時(shí)木塊浸入水中的體積是：F浮=gV排，V排=F浮/（g） =6 N/(1 000 kg/m310 N/kg)=0.000 6 m3；故此時(shí)木塊浸入水中的深度是：h=V/S=0.000 6 m3/0.01 m2 =0.06 m=6 cm；故此時(shí)液面的總高度是：h=6 cm+5 cm=11 cm；故此時(shí)杯中水的體積是：V=

11、0.02 m20.11 m-0.000 6 m3=0.001 6 m3將圖乙中與B相連的細(xì)線剪斷，當(dāng)木塊靜止時(shí)，木塊恰好處于漂浮狀態(tài)，即此時(shí)F浮=G物=5 N；V排=F浮/（g） =5 N/(1 000 kg/m310 N/kg)=0.000 5 m3；故此時(shí)水和木塊浸入水中的總體積是：V=0.001 6 m3+0.000 5 m3=0.002 1 m3；所以此時(shí)的液體的深度是：h=0.002 1 m3/0.02 m2 =0.105 m；故此時(shí)容器底部所受的壓強(qiáng)是：p=gh=1 000 kg/m310 N/kg0.105 m=1 050 Pa.針對(duì)訓(xùn)練1.（1）由圖像可知，當(dāng)h=0時(shí)，彈簧測(cè)力

12、計(jì)示數(shù)為12 N，此時(shí)圓柱體處于空氣中，根據(jù)二力平衡條件可知，G=F拉=12 N；（2）圖像中CD段是圓柱體完全浸入水中的情況，此時(shí)圓柱體受到的拉力F=4 N，則圓柱體受到的浮力F浮=G-F=12 N-4 N=8 N.（3）圓柱體完全浸入水中時(shí)根據(jù)F浮=水gV排得：V物=V排=810-4 m3，由公式G=mg可求出物體的質(zhì)量m=1.2 kg， 則圓柱體密度物=1.5103 kg/m3.（4）由圖像可知，不考慮水面上升，圓柱體在剛浸沒時(shí)，物體又下降4 cm，則下表面所處的深度為h=4 cm=0.04 m，因此剛浸沒時(shí)下表面受到的液體壓強(qiáng)p=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg0.04

13、m=400 Pa.2.（1）因?yàn)闈撍砰_海水的體積等于潛水艇的體積V=5103 m3，所以潛水艇受到的浮力：F浮=gV排=1.0103 kg/m310 N/kg5103 m3=5107 N（2）海水對(duì)潛水艇外殼的壓強(qiáng)：p=gh=1.0103 kg/m310 N/kg200 m=2106 Pa由得，F(xiàn)=pS=2106 Pa1.2 m2=2.4106 N3.（1）因?yàn)榻痿~懸浮，所以它受到的浮力等于總重力：F=G=mg=0.1 kg10 N/kg=1 N；（2）水對(duì)魚缸底部的壓強(qiáng):p=gh=1.0103 kg/m310 N/kg0.5 m=5103 Pa，水對(duì)魚缸底部的壓力:F=pS=5103 P

14、a0.8 m2=4103 N.4.（1）水對(duì)容器底的壓強(qiáng)：p=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg2010-2 m=2 000 Pa；（2）根據(jù)阿基米德原理得：F浮=水gV排=水gV木=1.0103 kg/m310 N/kg0.000 5 m3=5 N；（3）此時(shí)木塊受到三個(gè)力的作用，向上的是浮力，向下的重力和拉力，即F浮=G+F拉；故G=F浮-F拉=5 N-2 N=3 N；故其質(zhì)量是m= =0.3 kg；由密度的計(jì)算公式=600 kg/m3；（4)剪刀剪斷后,F浮=G木=3 N此時(shí),V排=F浮/（水g）=3/（1.0103 kg/m210 N/kg）=310-4 m3切去后,G木=

15、木V木g=木V排g=0.6103 kg/m3310-4 m310 N/kg=1.8 N應(yīng)加的力的大小為:F=F浮-G木=3 N-1.8 N=1.2 N5.（1）因?yàn)閂排=V=6 dm3=610-3 m3，所以F浮=水gV排=1 000 kg/m310 N/kg610-3 m3=60 N；（2）h=8 dm=0.8 m，則水對(duì)容器底的壓強(qiáng)：p=水gh=1 000 kg/m310 N/kg0.8 m=8103 Pa.故F=pS=8103 Pa1010-2 m2=800 N.6.（1）由v=st得小汽車通過(guò)隧道的時(shí)間：t=0.04 h；（2）油的密度：=0.71103 kg/m3；（3）油對(duì)油箱底所

16、產(chǎn)生的壓強(qiáng)：p=gh=0.71103 kg/m39.8 N/kg0.2 m=1391.6 Pa.7.（1）海面下2 000 m處的壓強(qiáng)：p1=gh1=1.0103 kg/m310 N/kg2 000 m=2107 Pa；下潛至最大潛水深度處壓強(qiáng)：p2=gh2=1.0103 kg/m310 N/kg4 500 m=4.5107 Pa；增加的壓強(qiáng)：p=p2-p1=4.5107 Pa-2107 Pa=2.5107 Pa；由F=pS得探測(cè)窗口承受海水的壓力增加：F=pS=2.5107 Pa2010-4 m2=5104 N.（2）由于“金槍魚”搜尋任務(wù)完成后，靜止漂浮在海面上，所以有F浮=G.又由F浮=

17、V排g，G=mg，得V排g=mg，V排=0.75 m3 露出海面體積：V露=V-V排=1 m3-0.75 m3=0.25 m3.（3）由于起重裝置吊起“金槍魚”是勻速豎直吊離海面，所以速度保持不變即v1=v3，由P=Fv，得P1=F1v1，P3=F3v3，又P3=3P1，所以有F3=3F1，F(xiàn)1=F3，在t3時(shí)刻“金槍魚”離開水面，由圖像分析知，此時(shí)起重裝置對(duì)“金槍魚”的拉力等于“金槍魚”的重力，即F3=mg所以t1時(shí)刻起重裝置對(duì)“金槍魚”的拉力：F1=mg=750 kg10 N/kg=2 500 N.8. （1）過(guò)浮體的重心分別沿豎直向上和豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段，并用符合F浮1和G

18、0表示，如下圖所示：（2）秤盤中未放物體時(shí)，浮體在水中漂浮，則有F浮1=G0水gV排1=G0化簡(jiǎn)后可得：G0=D水gh0；被秤物體放在秤盤上后，浮體仍漂浮，則有F浮2=G0+G物水gV排2=G0+mg水gDh=水gDh0+mg化簡(jiǎn)后可得：m=D水（hh0）；（3）至少應(yīng)加入水的體積：V水=（D2D）L0，其質(zhì)量：m水=水V水=（D2D）水L0答：（2）被稱物體質(zhì)量m與浮體的圓柱體浸入水中深度h之間的關(guān)系式為m=D水（hh0）；（3）使用前應(yīng)在外筒中至少加入水的質(zhì)量為（D2D）水L09. 解：（1）由物體的浮沉條件可知浮力等于重力：F浮=G=mg=12103kg/m310N/kg=0.12N；（2）由圖象可知物體A的密度A=0.6g/cm3，由=