2024五四制鲁科版物理八年级下学期--专项素养综合全练(四)压强、浮力综合计算（有解析）

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2024五四制鲁科版物理八年级下学期
专项素养综合全练(四)
压强、浮力综合计算
类型一　“漂浮”综合计算
1.(2023山东淄博张店期中)如图所示,在“探究浮力大小与排开液体重力关系”的实验中,将边长为10 cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中。木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.6 kg(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3),求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块浸在水中的体积;
(3)溢水杯中的水不流动时,水对溢水杯底的压强。
类型二　“舰艇”综合计算
2.【国防教育】(2023山东沂南期中)如图所示,为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰,其满载时的排水量约为8×103 t(海水密度取1.02×103 kg/m3,g取10 N/kg)。求:
(1)在水面下5 m深处,船体受到海水的压强;
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力;
(3)驱逐舰满载时,排开海水的体积(计算结果保留一位小数)。
类型三　“系底”综合计算
3.(2023山东广饶期中)如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水深为0.5 m,容器的底面积为0.4 m2,木块的体积为4×
10-3 m3,木块的密度为0.8×103 kg/m3,水的密度为1.0×103 kg/m3, g取
10 N/kg,试求:
(1)水对容器底部的压强和压力;
(2)木块受到的浮力;
(3)若细线断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大
类型四　“浸入”综合计算
4.(2023山东泰安模拟)水平桌面上放置一底面积为100 cm2,重为6 N的柱形容器,容器内装有20 cm深的某液体。将一体积为400 cm3的物体A悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数为10 N,让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中(如图所示),弹簧测力计的示数变为5.2 N(柱形容器的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,物体未接触容器底,g=10 N/kg)。求:
(1)物体浸没在液体中时受到的浮力;
(2)筒内液体的密度;
(3)物体浸没时,容器对桌面的压强;
(4)将物块取出,容器底部受到的压强将变化多少
答案全解全析
1.　解析　(1)由于木块漂浮,所以木块受到的浮力
F浮=G排=m排g=0.6 kg×10 N/kg=6 N;
(2)由F浮=ρ液gV排可得,木块浸入水中的体积
V=V排===6×10-4 m3;
(3)由题图可知,溢水杯中的水不流动时水的深度h=20 cm=0.2 m,
水对溢水杯底的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa。
2　解析　(1)船体受到海水的压强
p=ρ海水gh=1.02×103 kg/m3×10 N/kg×5 m=5.1×104 Pa;
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力
F浮=G排=m排g=8×103×103 kg×10 N/kg=8×107 N;
(3)驱逐舰满载时,排开海水的体积
V排==≈7 843.1 m3。
3　解析　(1)水对容器底部的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa;
水对容器底部的压力F=pS=5×103 Pa×0.4 m2=2×103 N;
(2)物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,故此时木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-3 m3=40 N;
(3)木块的质量m木=ρ木V木=0.8×103 kg/m3×4×10-3 m3=3.2 kg,
木块的重力G木=m木g=3.2 kg×10 N/kg=32 N,
若细线断了,最终木块漂浮在水面上,由物体漂浮条件可知,木块漂浮时受到的浮力F浮'=G木=32 N。
4　解析　(1)物体A浸没在液体中时受到的浮力
F浮=G-F拉=10 N-5.2 N=4.8 N;
(2)因为物体浸没在液体中,所以V排=V物=400 cm3=4×10-4 m3,
由F浮=ρ液gV排得液体的密度
ρ液===1.2×103 kg/m3;
(3)柱形容器的底面积为100 cm2,容器内装有20 cm深的液体,则液体体积V液=100 cm2×20 cm=2 000 cm3=2×10-3 m3,
液体的重力
G液=m液g=ρ液V液g=1.2×103 kg/m3×2×10-3 m3×10 N/kg=24 N;
柱形容器重为6 N,物体A没有浸入液体中时,容器对桌面的压力F1=G液+G容器=24 N+6 N=30 N;
物体A浸没时,容器对桌面增加的压力等于A排开液体的重力,即A受到的浮力,此时容器对桌面的压力F=F1+F浮=30 N+4.8 N=34.8 N,
受力面积S=100 cm2=0.01 m2,
容器对桌面的压强p===3 480 Pa;
(4)将物块取出,容器中液体的深度减小Δh===4 cm,
容器底受到的压强将变化
Δp=ρ液gΔh=1.2×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-2 m=480 Pa。
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