專題復(fù)習(xí)《壓強(qiáng)、浮力的綜合計(jì)算》(后附答案)

1、壓強(qiáng)、浮力的綜合計(jì)算方法總結(jié)1、計(jì)算壓強(qiáng)的方法(1)公式p=S普遍適用，P=p gh適用于液體和各種水平面上的直柱體.類型二浮力計(jì)算2. (2016，常州)如圖所示是湖南師范大學(xué)學(xué)生發(fā)明的水上自行車，車下固定5個(gè)充滿氣的氣囊，每個(gè)氣囊的體積均為3.0X 102 m3,已知該水上自行車的總質(zhì)量為25 kg,不計(jì)車輪浸入水中的體積.(g取10 N/ kg)(1)當(dāng)自行車停放在水面上沒人騎行時(shí)，氣囊排開水的總體積為多少？對(duì)于固體，先求出壓力，再求壓強(qiáng).(3)對(duì)于液體，先求壓強(qiáng)，再求壓力.2、計(jì)算浮力的方法(1)稱重法：F浮=G F(F表示物體浸在液體中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)).壓力差法：F浮=F向上一F向

2、下(用浮力產(chǎn)生的原因求浮力).(3) 阿基米德原理法：F浮=G排或F浮=p液V排g(知道物體排開液體的質(zhì)量或體積時(shí)常用).(4) 平衡法：F3、漂浮問題 規(guī)律一： 規(guī)律二： 規(guī)律三： 規(guī)律四：浮=G物，適用于漂浮或懸浮的自由狀態(tài)的物體.“四規(guī)律”(歷年中考頻率較高)同一物體漂浮在不同液體里，所受浮力相同.同一物體漂浮在不同液體里，在密度大的液體里浸入的體積小.漂浮物浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾. 將漂浮物體全部浸入液體里，需加的豎直向下的外力等于液體對(duì)物體增大的浮力.分類訓(xùn)練 類型一壓強(qiáng)計(jì)算1. (2016，上海)如圖所示，圓柱形容器 A和均勻圓柱體 B置

3、于水平地面上，A中盛有體積為6X 10 水，B受到的重力為250 N，B的底面積為5X 102 m2.(1)求A中水的質(zhì)量.(2)求B對(duì)水平地面的壓強(qiáng).3 m3 的(3)現(xiàn)沿水平方向在圓柱體 B上截去一定的厚度，B剩余部分的高度與容器 A中水的深度之比hB： h水為2 : 3, 且B剩余部分對(duì)水平地面的壓強(qiáng)等于水對(duì)容器A底部的壓強(qiáng)，求 B的密度p.(2)當(dāng)質(zhì)量為75 kg的人騎行時(shí)，固定在正中間的1個(gè)氣囊破裂，該自行車是否還能安全騎行？請(qǐng)通過計(jì)算說明.類型三綜合計(jì)算3. (2015，眉山)如圖甲所示，有一種圓柱形薄壁燒杯，它的底面積為 50 cm2，燒杯自重1.2 N，置于水平桌 面上，在燒杯

4、內(nèi)倒入 200 mL的鹽水時(shí)，杯底所受鹽水的壓強(qiáng)為440 Pa.(g取10 N/ kg).求：燒杯內(nèi)鹽水的密度.燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng).mL -300 -250 -200 150 -100 -50mL -300 -250 -200 -150 -100 -50如圖乙所示，把一個(gè)雞蛋輕輕放入鹽水中，雞蛋剛好懸浮，液面上升到250 mL刻線處，求雞蛋的重力.(2016，鄂州)如圖所示，臺(tái)秤上放置一個(gè)裝有適量水的燒杯，已知燒杯和水的總質(zhì)量為800 g，杯的底面積為100 cm2，現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為 600 g，體積為400 cm3的實(shí)心物體A用細(xì)線吊著，然后將其一半浸入燒杯的水中 (燒杯 厚度不計(jì)，水未溢出).

5、求：?！睙?.物體A所受到的浮力.(2)物體A 一半浸入水中后，水對(duì)燒杯底部壓強(qiáng)增大了多少?長(zhǎng)方體A的密度.7. (2015，廣安)新農(nóng)村建設(shè)讓農(nóng)村面貌煥然一新.許多樓房頂部裝有自動(dòng)供水水箱，箱體重1520 N，與水平樓頂接觸面積為 1.5 m2為了控制進(jìn)水量，在水箱頂部安裝壓力傳感器，如圖所示，A物體通過細(xì)線與壓力傳感器相連接，壓力傳感器相當(dāng)于拉線開關(guān)，A的密度是2.5X 103 kg/m3, A重為25 N .當(dāng)壓力傳感器受到豎直向下的拉力等于25 N時(shí)閉合，電動(dòng)水泵向水箱注水；當(dāng)拉力等于15 N時(shí)斷開，電動(dòng)水泵停止向水箱注水.(1)求未裝水時(shí)整個(gè)水箱對(duì)樓頂?shù)膲簭?qiáng)是多少？(壓力傳感器及連

6、接線質(zhì)量不計(jì)，g取10 N/ kg)(3)物體A 一半浸入水中后，燒杯對(duì)臺(tái)秤表面的壓強(qiáng).5. (2016，甘肅一模)某同學(xué)學(xué)習(xí)了浮力的有關(guān)知識(shí)后，制作了一臺(tái)浮力秤，用它可方便地稱量物體的質(zhì)量，其構(gòu) 造如圖所示.已知小筒底面積為10 cm2,高度為20 cm，托盤中不放物體時(shí)，小筒浸入水中的深度為8 cm,問:(2)通過計(jì)算說明當(dāng)水面與 A上表面相平時(shí)，電動(dòng)水泵能否停止注水？(g取10 N/ kg，連接線體積不計(jì))(g 取 10 N/kg)(1)當(dāng)水面平齊浮力秤的零刻線A時(shí)，小筒和托盤的總重力是多大?(2)該秤能稱出物體的最大質(zhì)量是多少千克?壓力樓感開關(guān)進(jìn)木丨1出水丨】kg).求:(1)長(zhǎng)方體A

7、的高度.(2)長(zhǎng)方體A浸沒在水中后受到的浮力.該班另外一名同學(xué)認(rèn)為該秤能稱出的物體的最大質(zhì)量太小，請(qǐng)你提出一條改進(jìn)建議.6. (2016，揭陽)圖甲是修建碼頭時(shí)用鋼纜繩拉著實(shí)心長(zhǎng)方體A沿豎直方向以0.3 m/s的速度勻速下降的情景.圖乙是A下降到水底之前鋼纜繩對(duì)A的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象(水的密度為p = 1.0X 103 kg/m3,g取10 N/二=,LL 血三三祚三m一-二r江底參考答案 1.(1)A 中水的質(zhì)量 m 水=p水 V 水=1X103 kg/m3 0X10 3 m3 = 6 kgB對(duì)水平地面的壓力 FB = GB = 250 N, B對(duì)水平地面的壓強(qiáng) pB = S|= &#

8、167;乂當(dāng) N m2= 5000 Pa(3)剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng) pB' = FB-= p 誓妙匚p BghBSB SB水對(duì)容器底的壓強(qiáng) p水=p水gh水，hB'： h水=2： 3 因?yàn)锽剩余部分對(duì)水平地面的壓強(qiáng)等于水對(duì)容器A底部的壓強(qiáng)所以p BghB= p水gh水，pB=h水 p 水=|卩水=3X1 X03 kg/m3 = 1.5 X03 kg/m32.(1)當(dāng)自行車停放在水面上沒人騎行時(shí)處于漂浮狀態(tài)則自行車受到的浮力 F浮=G車=m車g= 25 kgX 10 N/kg = 250 N由F浮=p gV排可得氣囊排開水的總體積V排=-F浮 =250N= 0.025 m3p 水

9、 g 1.0 X 103 kg/m3 X 10 N/kg(2)當(dāng)質(zhì)量為75 kg的人騎行恰好漂浮時(shí)則受到的浮力 F 浮=G 總=(m 人+ m 車)g= (75 kg+ 25 kg) X 10 N/kg = 1000 NV 排=ShA = 10 cm2 X 8 cm = 80 cm3 = 8X 10 5m3,F 浮=p 水 V 排 g= 1X 103 kg/m3 X 10 N/kg X 8X 10 5 m3 = 0.8 N,因?yàn)楦×Τ悠?，則G = F浮=0.8 N這臺(tái)浮力秤最大 V '排=Sh= 10 cm2 X 20 cm = 200 cm3 = 2 X 10 4 m3 ,最大浮力

10、 F 浮=p 水 V '排 g= 1 X 103 kg/m3 X 2 X 10 4 m3X 10 N/kg = 2 N,因?yàn)楦×Τ悠?，則G ' = F浮=2 N, m =匚=石孕 =0.2 kg ,g 10 N/kg該秤能稱出物體的最大質(zhì)量m最大=0.2 kg 0.08 kg = 0.12 kg由阿基米德原理和漂浮條件F浮=G排=p液V排g= G秤+ G物可知：要使能稱出物體的質(zhì)量變大,大浮力，所以可以增大排開的液體體積或增大液體的密度6.(1)由圖乙可知，長(zhǎng)方體 A從下底面接觸水面到剛好浸沒所用的時(shí)間t = 15 s 10 s= 5 s,s、根據(jù)v =可得，長(zhǎng)方體 A的咼度

11、s= vt = 0.3 m/sX 5 s= 1.5 m就要增排開水的體積V排=F浮'=p水g =1000 N1.0X 103 kg/m3 X 10 N/kg=0.1 m3,由圖乙可知，前10 s鋼繩拉力不變，等于物體 A的重力，G = F= 3X 104 N, 1015 s,鋼繩的拉力減小，是物體A從與水面接觸到剛好完全浸沒，由圖可知，當(dāng) A完全浸入水中時(shí)，拉力F'= 1 X 104 N ,所以A完全浸沒受到的浮力 F浮=G F ' = 3 X 104 N 1X 104 N = 2 X 104 N剩余氣囊的總體積 V = 4X 3.0 X 10 2 m3 = 0.12

12、m3根據(jù)F浮=p水gV排可得,A的體積V = V 排=2X 104 N1X 103 kg/m3 X 10 N/kgm3,因V 排' <V ,所以該自行車能安全騎行3.(1)根據(jù)V = Sh,燒杯內(nèi)鹽水深度200 cm350 cm24 cm= 0.04 m所以A的密度p =£=磊3X 104 N2 m3 X 10 N/kg=1.5X 103 kg/m37.(1)未裝水時(shí)整個(gè)水箱對(duì)樓頂?shù)膲毫 = G = 1520 N + 25 N = 1545 N ,根據(jù) p= p gh,鹽水密度為 p = p =440 Pa = 1.1 X 103 kg/m3gh 10 N/kg X

13、0.04 m(2)燒杯為圓柱形且置于水平桌面上，鹽水對(duì)燒杯底部壓力等于鹽水重力由 p= E得鹽水重力 G 鹽水=F= pS = 440 PaX 50 X 10 4 m2 = 2.2 NS燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng) p'=匕一=°杯+ G鹽水=1.2 N + 2.2 N = 680 PaSS50 X 10 4 m2由圖雞蛋放入鹽水中排開鹽水的體積V排=250 cm3 200 cm3 = 50 cm3雞蛋剛好懸浮，所以 G 蛋=F 浮=p gV 排=1.1X 103 kg/m3 X 10 N/kg X 50X 10 6 m3 = 0.55 N一 一 14.(1)物體A的一半浸入水中時(shí)受到的

14、浮力 F浮=p水gV排=1.0X 103 kg/m3 X 10 N/kg X? X 400 X 10 6 m3= 2 N則 p = £= 1545 N = 1030 Pa S 1.5 m2(2)A的質(zhì)量m=Gg25 N10 N/kg=2.5 kg,(2)由力的作用是相互的，水對(duì)A有向上的浮力，物體 A對(duì)水有向下壓力,所以水對(duì)燒杯底部增大的壓力 F= F浮=2 N ,所以水對(duì)燒杯底部增大的壓強(qiáng) F p =石=2 N100 X 10 4 m2=200 Pa由p =£可得,A的體積V =2.5 kg2.5 X 103 kg/m3=1X 10 3 m3,當(dāng)水面與 A上表面相平時(shí)， V排=V = 1X 10 3 m3,此時(shí) A 受到的浮力 F 浮=p gV 排=1.0X 103 kg/m3 X 10 N/kg X 1 X