2019中考物理压强和浮力的综合计算专题复习训练题.pdf
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1、1 压强和浮力的综合计算 1. 将体积相同材料不同的甲乙丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯 底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是()D A三个小球的质量大小关系是m甲m乙 m丙 B三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F丙F乙 C三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲p乙p丙 D三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p甲p乙=p丙 2. 为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操 作规范将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢 水杯接触则下列四个选项中,判断正确
2、的是()D A铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小 B铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大 C铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力 D铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理 3. 不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端,位于水平地面上的圆柱形容器内,杆上端固定不动如 图所示现缓慢向容器内注入适量的水,水对容器的压强P与注水体积V的变化关系如图乙所示当 P=600Pa 时,容器中水的深度为6 cm;若 A=0.5g/cm 3,当注水体积 v=880cm 3 时,杆对A的作
3、用力大小为5.2 N 2 4. 如图所示,高为0.3m 的圆柱形容器内盛有0.1m 深的水现将一密度为210 3kg/m3,底面积为 S0m 2, 高为 0.15m 的圆柱形物块竖直放入水中,已知容器底面积为物块底面积的5 倍,则物块静止在水中时(物 块与容器底不密合) ,物块受到的浮力为1250S0N,水对容器底的压力为6250S0N (水的密度为1.0 10 3kg/m3,g 取 10N/kg ) 5. 一个底面积为100cm 2 足够高的柱形容器M装有 20cm深的水, 置于水平地面上;一个质量忽略不计的硬 塑料瓶固定在轻杆上,内有适量的水, 如图甲所示 塑料瓶 ABCD部分为柱形, 柱
4、形部分高度hAB为 16cm 用 手拿住轻杆,将该瓶从图甲中刚接触水面位置,缓慢竖直下降6cm ,杆对瓶的拉力F 随下降高度h 之间的 关系图如图乙所示然后从该位置继续向下,直到水面与AD相平为止则瓶内所装水的重力为2 N; 当水面与AD相平时,瓶外的水对容器M底部的压强为2400 Pa 6. 取一根内部横截面积为1 平方厘米的直筒形塑料管,在底部扎上橡皮膜后,称得质量为2 克向管内 倒入 10 克液体,再将它放入水中放手后,观察到橡皮膜恰好变平,如图所示 请回答: (1)气管内液体的密度小于(选填”大于“”等于“或”小于“)水的密度 (2)水对塑料管底部橡皮膜产生的压强大小 (3)装有液体的
5、塑料管受到的浮力大小 3 ( 1)塑料管的重力和液体的重力之和等于塑料管受到的浮力,则液体的重力小于塑料管受到的浮力,则 气管内液体的密度小于水的密度; (2)塑料管受到的压力F=G=mg=0.01kg 10N/kg=0.1N , 所以对塑料管底部橡皮膜产生的压强P=1000Pa; (3)装有液体的塑料管受到的浮力F浮=G总=(0.01kg+0.002kg ) 10N/kg=0.12N 7. 重为 8N的物体挂在弹簧测力计下面,浸没到如图所示圆柱形容器的水中,此时弹簧测力计的示数为6N, 已知容器底面积为100cm 2求: (1)物体受到的浮力; (2)物体的密度; (3)物体浸没水中后,容器
6、对水平桌面增大的压强 (1)由图知,物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数F示=6N, 物体受到的浮力: F浮=G F示=8N6N=2N ; (2)物体的质量: m=0.8kg , 由 F浮=水V排g 得排开水的体积: 4 V排=210 4m3 , 因为物体浸没在水中, 所以物体的体积:V=V排=210 4m3, 物体密度为: =410 3kg/m3; (3)物体浸没在水中后(未沉底),则容器对水平桌面增大的压力等于物体重力减去弹簧测力计的拉力, 即 F=G F示=8N6N=2N , 容器对水平桌面增大的压强: p=200Pa 8. 有一个用超薄超硬度材料制成的圆柱形容器,下端封闭上端开口,底面积
7、S=250cm 2 ,高度 h=10cm ,如 图甲所示;另有一个实心匀质圆柱体物块,密度=0.8 10 3kg/m3,底面积 S 1=150cm 2,高度与容器高度相 同如图乙所示 (已知水的密度水=1.0 10 3kg/m3,且 g 取 10N/kg 计算) (1)现将圆柱体物块竖直放置容器内,则物块对容器底部的压强是多大? (2)再向容器内缓缓注入质量为600g 的水,圆柱体物块不会倾斜,最后均处于静止状态,那么,圆柱体 物块受到的浮力是多大? (3)在第( 2)问叙述的情景中,水对容器底部的压强是多大? (1)物块的体积: V1=S1h=150cm 210cm=1500cm3 =1.5
8、 10 3m3,根据 = 可得,物块的质量:m= V1=0.8 10 3kg/m31.5 103m3=1.2kg ,物块对容器底部的压力: F=G=mg=1.2kg10N/kg=12N,物块对容器底部 的压强: p=800Pa ( 2)水的体积:V 水=600cm 3 ,则向容器内注入质量为600g 的水后水的深度:h 水 =6cm=0.06m ,物块排开水的体积:V排=S1h水=150cm 26cm=900cm3=9 10 5 4m3,圆柱体物块受到的浮力: F浮=水gV排=1.0 10 3kg/m310N/kg 9104m3=9N (3)水对容器底部的压强:p=水gh水=1.0 10 3k
9、g/m310N/kg 0.06m=600Pa 9. 如图所示,水平桌面上放置底面积为80cm 2 ,质量为 400g 的圆筒,筒内装有16cm深的某液体弹簧测 力计悬挂底面积为40cm 2、高为 8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F 与圆柱体浸 入液体深度h 的关系如图所示, (圆筒的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出),求: (1)圆柱体浸没在液体中所受的浮力是多少? (2)筒内液体密度是多少? (3)圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时,圆筒对桌面的压强是多少? (1)由图象知,当h=0 时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=10N ; 当 h8cm时,测力计的示数不变
10、,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时F示=2N;圆柱体浸没在液 体中所受的浮力:F浮=G F示=10N 2N=8N ; (2)物体排开液体的体积V排=V物=S物h物=40cm 2 8cm=320cm3=3.2 104m3, 由 F浮=液gV排得液体的密度:液=2.5 10 3kg/m3; (3)液体的质量m液=液V液=2.5 10 3kg/m38016106m3=3.2kg , 圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时,圆筒对桌面的压力等于液体、容器、圆柱体总重力减去弹簧测力计 的拉力,所以圆筒对地面的压力:F=(m液+m筒)g+G F示=(3.2kg+400 10 3kg) 10N/kg+10N
11、2N=44N , 圆筒对地面的压强: p=5.5 10 3Pa 10. 如图甲所示,不吸水的长方体物块放在底部水平的容器中,物块的质量为0.2kg ,物块的底面积为 50cm 2, 物块与容器底部用一根质量、 体积均忽略不计的细绳相连,当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置, 停止注水,此时,物块上表面距水面10cm,绳子竖直拉直,物块水平静止,绳子的拉力为2N已知 水 =1.0 10 3kg/m3,g=10N/kg 求: (1)物块的重力; 6 (2)物块的密度; (3)注水过程中,绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时,水对物块下表面压强的变化范围 (1)物块的重力:G=mg=0.2kg10N/k
12、g=2N ( 2)由图乙可知,长方体物块受到重力、绳子的拉力和浮力的作用,根据力的平衡条件可知,长方体物 块 受 到 的 浮 力 : F浮=G+F拉=2N+2N=4 由F浮=水gV排得 , 物 块 排 开 水 的 体 积 : V排 =410 4m3, 因物块浸没在水中, 所以物体的体积: V=V 排=410 4m3, 物块的密度: =0.5 10 3kg/m3 ( 3)当绳子刚好竖直拉直时(此时绳子上无拉力),物块处于漂浮状态,所以,此时物块受到的浮力F 浮=G=2N ,根据浮力产生的原因可知,物块下表面受到水的向上压力:F向上=F浮=2N ,物块的底面积为 S=50cm 2=5103m3 ,
13、则此时水对物块下表面压强:p=400Pa,由V=Sh得,长方体物 块的高度: h=0.08m, 由图乙所示位置可知, 物块下表面距水面的深度:h=h+h上=0.08m+0.1m=0.18m, 则此时水对物块下表面的压强:p=水gh=1.0 10 3kg/m3 10N/kg0.18m=1800Pa,综上所述,水对 物块下表面压强的变化范围为400Pa1800Pa 11. 如图所示,薄壁圆柱形容器置于水平地面,容器的底面积S=810 3m2,容器高 0.2m,内盛 0.17m 深 的水 A1和 A2为两个均匀实心立方体物块(不吸水),A1的质量为0.185kg ,A2的体积为3.2 10 4m3,
14、 (已 知 水=1.0 10 3kg/m3,g 取 10N/kg ) (1)水对容器底部的压力为多少? (2)将 A1释放,沉浸在水中,静止后受到容器底对它的支持力为0.6N,求 A1的体积 (3)只将 A2缓慢浸入在水中,当水对容器底部的压强最大时,A2的密度至少为多少? 7 (1)水对容器底部的压强:p=水gh=1.0 10 3kg/m310N/kg 0.17m=1.7 103Pa; 容器底部受到的压力为:F=pS=1.710 3Pa8103m2=13.6N; (2) A1的重力为: G1=m1g=0.185kg 10N/kg=1.85N ;A1浸没在水中, A1受到三个力的共作用:竖直向
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