陜西省2024年物理中考熱點備考重難專題：壓強浮力綜合類（課后練習）

壓強浮力綜合類典例精講1.(2022陜西定心卷)2022年4月26日，“探索二號”科考船搭載著“深海勇士”號返航，圓滿完成2022年度南海北部典型區(qū)域海洋環(huán)境調查第一航段任務，如圖為“探索二號”將“深海勇士”號放入水前的畫面．“探索二號”滿載排水量約為6800t，最高航速約為27km/h.本航次“深海勇士”號在1573m到3689m不同深度的海底獲取了一批海水生物和巖石樣本，并獲得了第一手現(xiàn)代海底地貌影像資料．(ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)(1)“深海勇士”號下潛過程中，以“深海勇士”號為參照物，“探索二號”是________(選填“靜止”或“運動”)的．(2)“深海勇士”號探索至最深處受到的壓強是多少？(3)“探索二號”滿載時所受浮力是多少？滿載的“探索二號”以最高航速勻速直線航行時，受到的阻力約為船總重的0.2倍，則“探索二號”的功率是多少？實戰(zhàn)演練1.圖甲是我國三大主戰(zhàn)艦之一的075型兩棲攻擊艦，該艦艦長為250m、寬為30m，滿載時吃水深度為7m．(海水密度取1.05×103kg/m3)求：(1)該戰(zhàn)艦從長江駛入海中時，會_____(選填“上浮”“下沉”或“不變”)(2)該戰(zhàn)艦滿載時艦底最深處受到的海水壓強；(3)當戰(zhàn)艦上的一架艦載直升機起飛后，該戰(zhàn)艦排開水的體積減小了15m3，則這架艦載機的質量是多少；(4)該戰(zhàn)艦以恒定功率從靜止開始航行，路程s與時間t的關系如圖乙所示，若戰(zhàn)艦所受的阻力保持不變，大小為1×105N，則戰(zhàn)艦在0～10s內動力所做的功是多少．2.(2022陜西預測卷)學習了浮力的知識后，小明對潛水艇的浮沉產生了很大的興趣．他用一個體積為500cm3的長方體水箱模擬潛水艇，內裝300cm3的水，總重為7N，放在底面積為100cm2的容器中，如圖甲所示；“潛水艇”內的壓縮空氣裝置可將水排出后并密封，如圖乙所示，排出的水仍在容器中且容器足夠高．(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：(1)“潛水艇”懸浮在水中，當用壓縮空氣把水艙中的水排出部分時，“潛水艇”將________(選填“上浮”或“下沉”)；(2)圖甲中“潛水艇”對容器底的壓力；(3)排出水的重力為多少時，“潛水艇”剛好能懸??？(4)當“潛水艇”中的水全部排出后，水對容器底壓強相對于圖甲時的變化量．壓強浮力綜合類典例精講例(1)運動解：(2)“深海勇士”號在最深處3689m時受到的壓強p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3689m＝3.689×107Pa(3)“探索二號”滿載時受到的浮力F?。紾排＝m排g＝6.8×106kg×10N/kg＝6.8×107N由二力平衡可知船的重力等于船漂浮時受到的浮力，即G船＝F?。?.8×107N“探索二號”以最高航速勻速直線航行時，受到的阻力約為船總重的0.2倍，即f＝0.2G船＝0.2×6.8×107N＝1.36×107Nv＝27km/h＝7.5m/s因為“探索二號”勻速直線航行所以牽引力F＝f＝1.36×107N“探索二號”的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv＝1.36×107N×7.5m/s＝1.02×108W實戰(zhàn)演練1.(1)上浮(2)戰(zhàn)艦滿載時吃水深度為7m滿載時艦底最深處受到海水壓強為p＝ρ海水gh＝1.05×103kg/m3×10N/kg×7m＝7.35×104Pa(3)艦載直升機起飛后，該戰(zhàn)艦的排開水的體積減小了15m3，減小的浮力ΔF?。溅押Ｋ甮ΔV排＝1.05×103kg/m3×10N/kg×15m3＝1.575×105N因為戰(zhàn)艦是漂浮狀態(tài)，所以G機＝ΔF浮＝1.575×105N由G＝mg得：m機＝EQ\F(G機,g)＝EQ\F(1.575×105,10N/kg)＝1.575×104kg＝15.75t(4)由圖乙可知10～20s戰(zhàn)艦做勻速直線運動v＝EQ\F(s,t)＝EQ\F(210m-70m,10s)＝14m/s動力F＝f＝1×105N由P＝EQ\F(W,t)＝EQ\F(Fs,t)＝Fv得戰(zhàn)艦功率P＝Fv＝1×105N×14m/s＝1.4×106W由P＝EQ\F(W,t)得：戰(zhàn)艦在0～10s內動力所做的功W＝Pt＝1.4×106W×10s＝1.4×107J2.(1)上浮【解析】原來“潛水艇”懸浮在水中，浮力等于重力，當用壓縮空氣把水艙中的水排出部分時，“潛水艇”自重減小，而浮力不變，此時浮力大于重力，所以“潛水艇”將上?。猓?2)“潛水艇”受到的浮力為F?。溅阉甮V排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×500×10－6m3＝5N“潛水艇”對容器底的壓力大小F壓＝F支＝G－F浮＝7N－5N＝2N(3)當“潛水艇”全部浸沒在水中，且受到的浮力等于重力時處于懸浮狀態(tài)，由(2)可得，“潛水艇”受到的浮力為5N，“潛水艇”內裝300cm3的水時總重為7N，因為“潛水艇”完全浸沒在水中，V排不變，所以根據(jù)F?。溅阉甮V排可知“潛水艇”所受浮力不變，只有“潛水艇”的重力變?yōu)?N時，受到的浮力等于重力，即G排＝G－F?。?N－5N＝2N時，“潛水艇”剛好能懸浮(4)“潛水艇”中水的重力G水＝m水g＝ρ水V水g＝1.0×103kg/m3×300×10－6m3×10N/kg＝3N排完水后“潛水艇”所受浮力F浮1＝G艇＝G－G水＝7N－3N＝4N，當“潛水艇”中的水全部排出后，“潛水艇”漂浮，根據(jù)F浮＝ρ液gV排可得其排開水的體積為V排1＝eq\f(F浮1,ρ水g)＝eq\f(4N,1.0×103kg/m3×10N/kg)＝4×10－4m3，“潛水艇”排開水減小的體積ΔV＝V排－V排1＝500×10－6m3－4.0×10－4m3＝1.0