专项突破七 压强和浮力大小的综合分析
【方法引领】
1.液体产生的压力大小
(1)F=pS
(2)规则容器:F=G液(若液体中有物体,则F=G液+F浮)
2.压强大小
(1)固体产生的压强
(2)液体产生的压强
3.浮力大小的比较
(1)由F浮=ρ液gV排,当ρ液相同时,比较V排,当V排相同时,比较ρ液。
(2)比较F浮和G物。同一物体在不同液体中处于不同状态时,将各状态下的浮力和物体的重力比较,从而对比浮力的大小。
【典题示范】
类型一 压力、压强的比较
【典例1】如图所示的三个重力相同,底面积不同,容器厚度不计的容器甲、乙、丙中分别装有酒精、清水与盐水,液体对容器底部的压力相等,液面高度相同,则所装三种液体中,质量最大的液体是 丙 ,液体对容器底压强最小的是 甲 ,容器对水平桌面的压强最小的是 甲 。
【解题模板】(1)液体对容器底的压强p=ρgh,液体对容器底的压力F=pS=ρghS;左边容器(上口小、下口大),酒精对容器底的压力F甲>G甲;中间容器(直壁容器),清水对容器底的压力F乙=G乙;右边容器(上口大、下口小),盐水对容器底的压力
F丙
(2)根据p=ρgh,在h一定的条件下,由密度大小关系判断液体对容器底的压强大小关系。
(3)已知液体对容器底的压力大小相同,根据p=和压强大小关系判断出受力面积大小;
根据p=判断容器对水平桌面的压强大小。
类型二 压力、压强、浮力大小的综合比较和判断
角度1 同一物体在同种液体中(同物同液)
【典例2】
“我劳动,我快乐!”如图所示,小明同学在家洗碗,将沉在洗碗池的碗洗干净后放在水面漂浮,洗碗池里的水量不发生变化。若碗沉底时,碗受到的浮力为F1,水对池底的压强为p1,碗漂浮时,碗受到的浮力为F2,水对池底的压强为p2,则如下关系正确的选项是(C)
A.F1>F2;p1>p2 B.F1=F2;p1>p2
C.F1F2;p1=p2
【解题模版】(1)若碗沉底时,碗受到的浮力为F1(2)根据阿基米德原理可知V排=,已知F1和F2的大小关系,据此得出碗沉底排开水的体积与碗漂浮时排开水的体积的大小关系,进而得出碗沉底水的深度与碗漂浮时水的深度的大小关系,根据p=ρ水gh可知p1与p2的大小关系。
角度2 同一物体在不同液体中(同物不同液)
【典例3】如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙,物体A、B所受浮力分别为FA、FB。则(C)
A.p甲B.p甲FB
C.p甲>p乙,FA=FB
D.p甲>p乙,FA【解题模板】(1)浸没在液体里的物体浮沉条件是:当G物
F浮,物体下沉;当G物=F浮,物体处于悬浮或漂浮。
(2)两个物体完全相同,根据漂浮和悬浮时液体密度和物体的密度关系,找出两种液体的密度关系,又知道两容器液面等高(深度h相同),利用液体压强公式分析两种液体对容器底压强的大小关系。
角度3 不同物体在同一液体中(不同物同液)
【典例4】(多选)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( A、D )
A.物体受到的浮力大小关系为FAB.三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρC
C.容器对桌面的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器底部受到水的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
【解题模板】(1)由图得出A、B、C三个正方体排开水的体积关系,根据阿基米德原理即可判断物体受到的浮力大小关系;
(2)由图中A、B、C三个正方体所处的状态,判定浮力和重力的关系;然后根据三者的浮力大小、利用浮沉条件判断物体密度与水的密度大小关系;
(3)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,分析出整个装置的压力的大小关系;
(4)利用p=ρgh判断容器底受到水的压强关系。
角度4 不同物体在不同液体中(不同物不同液)
【典例5】 (多选)甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放置在水平桌面上,将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,如图所示,则( B、D )
A.A的体积等于B的体积
B.A受到的浮力大于B受到的浮力
C.甲容器底部所受液体压强小于乙容器底部所受液体压强
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
【解题模板】(1)首先根据题目中给出的条件判断实心物体A、B的体积关系。
(2)实心物体A、B由同种材料制作,利用密度公式判断其质量关系,再利用重力公式判断其重力关系,根据浮沉条件判断出A、B受到浮力的关系。
(3)根据物体浮沉条件,结合图示判断两种液体的密度关系;已知高度关系,根据p=ρ液gh判断两容器底部所受液体压强关系。
(4)容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的重力之和,由题知容器的重力相等,根据前面分析可知A、B所受重力的关系,再利用密度公式和重力公式可判断两种液体的重力关系,从而得出答案。
1.(2022·北部湾中考)在“天宫课堂”中,航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在中国空间站微重力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。下列说法中正确的是(B)
A.图甲中,乒乓球的质量为零
B.图甲中,水所受的重力几乎为零,因此“浮力消失”
C.图乙中,乒乓球上浮时所受的浮力小于所受的重力
D.图乙中,乒乓球上浮时水对容器底部的压强变大
2.(2022·贵港中考)如图所示,水平桌面上放置两个相同的容器,甲中有一小物块悬浮于水中,乙中有一个小球漂浮在水面上,此时容器内水面高度相同。则下列说法正确的是(C)
A.两个容器对桌面的压强关系:p甲B.水对两个容器底部的压力关系:F甲>F乙
C.如果向甲中加入酒精并搅拌均匀,小物块受到的浮力变小
D.如果向乙中加入盐水并搅拌均匀,小球受到的浮力变大
3.(2020·贺州中考)甲、乙两容器盛有密度不同的液体,将同一小球先后放入两容器中,静止后两容器中液体的深度相同,如图所示,下列判断正确的是(A)
A.甲容器中的液体密度较大
B.乙容器中的液体密度较大
C.乙容器中液体对底部的压强较大
D.甲容器中小球受到的浮力较大
4.(2020·河池中考)水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个不同材料制成的正方体A、B(VAA.甲液体的密度较大
B.甲液体对烧杯底的压力较小
C.甲液体中的物体所受的浮力较大
D.两种液体对烧杯底的压强相等专项突破七 压强和浮力大小的综合分析
【方法引领】
1.液体产生的压力大小
(1)F=pS
(2)规则容器:F=G液(若液体中有物体,则F=G液+F浮)
2.压强大小
(1)固体产生的压强
(2)液体产生的压强
3.浮力大小的比较
(1)由F浮=ρ液gV排,当ρ液相同时,比较V排,当V排相同时,比较ρ液。
(2)比较F浮和G物。同一物体在不同液体中处于不同状态时,将各状态下的浮力和物体的重力比较,从而对比浮力的大小。
【典题示范】
类型一 压力、压强的比较
【典例1】如图所示的三个重力相同,底面积不同,容器厚度不计的容器甲、乙、丙中分别装有酒精、清水与盐水,液体对容器底部的压力相等,液面高度相同,则所装三种液体中,质量最大的液体是 ,液体对容器底压强最小的是 ,容器对水平桌面的压强最小的是 。
【解题模板】(1)液体对容器底的压强p=ρgh,液体对容器底的压力F=pS=ρghS;左边容器(上口小、下口大),酒精对容器底的压力F甲>G甲;中间容器(直壁容器),清水对容器底的压力F乙=G乙;右边容器(上口大、下口小),盐水对容器底的压力
F丙(2)根据p=ρgh,在h一定的条件下,由密度大小关系判断液体对容器底的压强大小关系。
(3)已知液体对容器底的压力大小相同,根据p=和压强大小关系判断出受力面积大小;
根据p=判断容器对水平桌面的压强大小。
类型二 压力、压强、浮力大小的综合比较和判断
角度1 同一物体在同种液体中(同物同液)
【典例2】
“我劳动,我快乐!”如图所示,小明同学在家洗碗,将沉在洗碗池的碗洗干净后放在水面漂浮,洗碗池里的水量不发生变化。若碗沉底时,碗受到的浮力为F1,水对池底的压强为p1,碗漂浮时,碗受到的浮力为F2,水对池底的压强为p2,则如下关系正确的选项是( )
A.F1>F2;p1>p2 B.F1=F2;p1>p2
C.F1F2;p1=p2
【解题模版】(1)若碗沉底时,碗受到的浮力为F1(2)根据阿基米德原理可知V排=,已知F1和F2的大小关系,据此得出碗沉底排开水的体积与碗漂浮时排开水的体积的大小关系,进而得出碗沉底水的深度与碗漂浮时水的深度的大小关系,根据p=ρ水gh可知p1与p2的大小关系。
角度2 同一物体在不同液体中(同物不同液)
【典例3】如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙,物体A、B所受浮力分别为FA、FB。则( )
A.p甲B.p甲FB
C.p甲>p乙,FA=FB
D.p甲>p乙,FA【解题模板】(1)浸没在液体里的物体浮沉条件是:当G物
F浮,物体下沉;当G物=F浮,物体处于悬浮或漂浮。
(2)两个物体完全相同,根据漂浮和悬浮时液体密度和物体的密度关系,找出两种液体的密度关系,又知道两容器液面等高(深度h相同),利用液体压强公式分析两种液体对容器底压强的大小关系。
角度3 不同物体在同一液体中(不同物同液)
【典例4】(多选)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( A、D )
A.物体受到的浮力大小关系为FAB.三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρC
C.容器对桌面的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器底部受到水的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
【解题模板】(1)由图得出A、B、C三个正方体排开水的体积关系,根据阿基米德原理即可判断物体受到的浮力大小关系;
(2)由图中A、B、C三个正方体所处的状态,判定浮力和重力的关系;然后根据三者的浮力大小、利用浮沉条件判断物体密度与水的密度大小关系;
(3)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,分析出整个装置的压力的大小关系;
(4)利用p=ρgh判断容器底受到水的压强关系。
角度4 不同物体在不同液体中(不同物不同液)
【典例5】 (多选)甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放置在水平桌面上,将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,如图所示,则( B、D )
A.A的体积等于B的体积
B.A受到的浮力大于B受到的浮力
C.甲容器底部所受液体压强小于乙容器底部所受液体压强
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
【解题模板】(1)首先根据题目中给出的条件判断实心物体A、B的体积关系。
(2)实心物体A、B由同种材料制作,利用密度公式判断其质量关系,再利用重力公式判断其重力关系,根据浮沉条件判断出A、B受到浮力的关系。
(3)根据物体浮沉条件,结合图示判断两种液体的密度关系;已知高度关系,根据p=ρ液gh判断两容器底部所受液体压强关系。
(4)容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的重力之和,由题知容器的重力相等,根据前面分析可知A、B所受重力的关系,再利用密度公式和重力公式可判断两种液体的重力关系,从而得出答案。
1.(2022·北部湾中考)在“天宫课堂”中,航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在中国空间站微重力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.图甲中,乒乓球的质量为零
B.图甲中,水所受的重力几乎为零,因此“浮力消失”
C.图乙中,乒乓球上浮时所受的浮力小于所受的重力
D.图乙中,乒乓球上浮时水对容器底部的压强变大
2.(2022·贵港中考)如图所示,水平桌面上放置两个相同的容器,甲中有一小物块悬浮于水中,乙中有一个小球漂浮在水面上,此时容器内水面高度相同。则下列说法正确的是( )
A.两个容器对桌面的压强关系:p甲B.水对两个容器底部的压力关系:F甲>F乙
C.如果向甲中加入酒精并搅拌均匀,小物块受到的浮力变小
D.如果向乙中加入盐水并搅拌均匀,小球受到的浮力变大
3.(2020·贺州中考)甲、乙两容器盛有密度不同的液体,将同一小球先后放入两容器中,静止后两容器中液体的深度相同,如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲容器中的液体密度较大
B.乙容器中的液体密度较大
C.乙容器中液体对底部的压强较大
D.甲容器中小球受到的浮力较大
4.(2020·河池中考)水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个不同材料制成的正方体A、B(VAA.甲液体的密度较大
B.甲液体对烧杯底的压力较小
C.甲液体中的物体所受的浮力较大
D.两种液体对烧杯底的压强相等