名称 | 中考物理复习微专题3压强、浮力的综合计算和判断课件(44页ppt)+学案(含解析) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 5.7MB | ||
资源类型 | 试卷 | ||
版本资源 | 通用版 | ||
科目 | 物理 | ||
更新时间 | 2025-04-24 23:50:05 |
类型四 三个容器相同液体分析 类型四 三个容器相同液体分析
4.(2024·泰安一模)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( )
①三个正方体受到的浮力大小关系为FA
③容器对桌面的压力大小关系为F甲=F乙=F丙
④容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
A [由题图可知,A、B、C排开水的体积大小为VA排
5.(2024·泰安三模)水平桌面上放置足够高的柱形容器如图甲所示,容器底部放一个边长为10 cm的均匀实心正方体M。现缓慢向容器中注入某液体,M对容器底部的压力随注入液体深度h的变化关系如图乙。取g=10 N/kg,下列说法正确的是( )
①M的密度是1.25×103 kg/m3
②注入液体的密度是1×103 kg/m3
③当h=10 cm时,M对容器底部的压力是2 N
④当h>10 cm时,M漂浮
A.①③正确 B.②③正确
C.①②正确 D.②④正确
B [由题图乙可知,当注入液体深度h=0 cm,即还没有注入液体时,M对容器底部的压力F压1=G=12 N,由G=mg得,M的质量m===1.2 kg,M的体积V=(0.1 m)3=0.001 m3,M的密度ρM===1.2×103 kg/m3,故①错误;由题图乙可知,当注入液体深度h=5 cm,M对容器底部的压力F压2=G-F浮=7 N,此时M受到的浮力F浮=G-F压2=12 N-7 N=5 N,M排开液体的体积为V排=(0.1 m)2×0.05 m=0.000 5 m3,由F浮=ρ液V排g可得,液体的密度ρ液===1×103 kg/m3,故②正确;当h=10 cm时,排开液体的体积V排′=(0.1 m)2×0.1 m=0.001 m3,受到的浮力F浮′=ρ液V排′g=1×103 kg/m3×0.001 m3×10 N/kg=10 N,M对容器底部的压力F压3=G-F浮′=12 N-10 N=2 N,故③正确;M的密度ρM=1.2×103 kg/m3>ρ液=1×103 kg/m3,即M的密度大于注入液体的密度,当h>10 cm时,M不会漂浮,故④错误。故选B。]
考点2:压强、浮力综合计算
1.主要公式:p=、p=ρ液gh、F浮=G排=ρ液gV排。注意公式的适用条件和相应关系。
2.物体浸入柱形容器中,若物体没有接触容器底部,液体没有流出,则容器底受到液体压力的增加值等于物体受到的浮力。
3.注意物体受到的重力、浮力及其它外力间的平衡关系。
类型一 连体类型
1.(2024·泰安期末)底面积为200 cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水放置在水平桌面上,现将体积为、重为4 N的木块A轻轻放入容器内的水中,如图甲所示;若将一重为6 N的物体B用细绳系于A的下方,将它们放入水中静止时,恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出)。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,不计绳重及其体积)
(1)图甲中木块A静止时排开水的体积;
(2)物体B的密度;
(3)图乙相对于图甲,容器底部增加的液体压强。
[解析] (1)木块A受到的浮力F浮=GA=4 N,排开水的体积V排===4×10-4 m3。
(2)木块A、物体B受到的浮力F浮总=GAB=GA+GB=4 N+6 N=10 N,排开液体的总体积V排总===1×10-3 m3,物体B的体积VB=V排总-V排A=1×10-3 m3-5×10-4 m3=5×10-4 m3,物体B的密度ρB====1.2×103 kg/m3。
(3)题图乙相对于题图甲,增加的体积ΔV=V排总-V排A=1×10-3 m3-4×10-4 m3=6×10-4 m3,增加深度Δh===0.03 m,容器底部增加的液体压强Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m=300 Pa。
[答案] (1)4×10-4 m3 (2)1.2×103 kg/m3 (3)300 Pa
类型二 密度计类型
2.(2024·泰安一模)一个质量为80 g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶,内装10 cm高的水密封后放在水平地面上,如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后瓶内、外液面的高度差如图乙和图丙所示(ρ水=1×103 kg/m3,g=10 N/kg,瓶壁厚度忽略不计)。下列说法正确的是( )
①玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液体中受到的浮力
②未知液体的密度为
③玻璃瓶底的面积为50 cm2
④玻璃瓶在水中受到的浮力为4.8 N
A.①② B.②③
C.②④ D.③④
C [题图乙和丙中,玻璃瓶都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,玻璃瓶在水中受到的浮力等于在未知液体中受到的浮力,故①错误;设玻璃瓶的底面积为S,水的体积V水=Sh1,题图中h1=0.10 m,h2=0.02 m,h3=0.06 m,玻璃瓶在水中和在未知液体中受到的浮力相等,即F浮水=F浮液,ρ水gV排=ρ液gV排′,ρ水g(V水+Sh2)=ρ液g(V水+Sh3),ρ水g(Sh1+Sh2)=ρ液g(Sh1+Sh3),ρ液=ρ水=×1×103 kg/m3=0.75×103 kg/m3=,故②正确;题图乙中玻璃瓶处于漂浮状态,浮力等于其总重力,玻璃瓶的重力G玻璃瓶=m玻璃瓶g=0.08 kg×10 N/kg=0.8 N,浮力为F浮水=G玻璃瓶+G水,ρ水gS(h1+h2)=G玻璃瓶+ρ水gSh1, ρ水=G玻璃瓶,玻璃瓶底面积S===4×10-3 m2=40 cm2,故③错误;玻璃瓶中水的体积V水=Sh1=×0.10 m=4×10-4m3,玻璃瓶中水的重力G水=ρ水V水g=1×103 kg/m3×4×10-4m3×10 N/kg=4 N,则玻璃瓶在水中受到的浮力为F浮水=G玻璃瓶+G水=0.8 N+4 N=4.8 N,故④正确。故选C。]
类型三 传感器类型
3.如图甲所示,装有适量某种液体的容器放在水平面上,其底面积为S1=200 cm2,A是底面积为S2=100 cm2的圆柱形木块,C是压力传感器,用F表示压力传感器的示数,h表示木块A的下表面与液面的距离,小明用轻杆B向下压C,逐渐改变h的大小,得到了如图乙所示的F-h图象,此过程中液体始终没有溢出(传感器C和轻杆B的重力体积忽略不计),g取10 N/kg,则下列说法错误的是( )
A.木块A的体积为1 250 cm3
B.该液体的密度为1.2 g/cm3
C.木块A从接触液面到浸没,木块A的重力对它做功0.375 J
D.木块A从接触液面到浸没,容器底对水平面的压强增加了700 Pa
D [由题图乙可知,木块A从刚接触液面(h=0 cm)到完全浸没(h=12.5 cm)下沉的高度(即木块A的高度)为h=12.5 cm,则木块A的体积为VA=S2h=0.01 m2×0.125 m=0.001 25 m3=,故A正确;由题图乙可知,当h=0 cm时,即物体完全处于空气中时,压力传感器示数为-6 N,说明此时压力传感器对A有向上的拉力,该拉力大小即为A的重力,所以GA=6 N;当h=12.5 cm以后,压力传感器示数为F=9 N保持不变,说明A已经浸没在液体中,此时A受到的浮力为F浮A=F+GA=9 N+6 N=15 N,根据F浮=ρ液gV排得,该液体的密度为ρ液====1.2×103 kg/m3=1.2 g/cm3,故B正确;木块A从接触液面到浸没过程中,A下降、液面上升,液面上升高度为Δh液=====0.062 5 m,则木块下降的高度为Δh木=h-Δh液=0.125 m-0.062 5 m=0.062 5 m,所以木块A的重力对它做功为W=GAΔh木=6 N×0.0625 m=0.375 J,故C正确;木块A从接触液面到浸没,容器底对水平面的压力增大量等于A的重力与传感器施加的压力之和,即A受到的浮力,则容器底对水平面的压强增加了Δp====750 Pa,故D错误。]
类型四 弹簧类型
4.(2024·泰安二模)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其它刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50 cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为170 g,水的密度为 1.0 g/cm3,g取10 N/kg。下列说法错误的是( )
A.图中所示状态浮力秤受到的浮力为 1.7 N
B.浮力秤上2 cm刻度线对应的被测物体质量为270 g
C.减小浮力秤下方悬挂石块的质量,该浮力秤0刻度线将向下移动
D.增大浮力秤下方悬挂石块的质量,该浮力秤刻度线间的距离保持不变
B [题图中所示浮力秤处于漂浮状态,则受到的浮力为F浮=G0=m0g=0.17 kg×10 N/kg=1.7 N,故A不符合题意;浮力秤上2 cm刻度线对应的增加排开液体的体积为V排=Sh=50 cm2×2 cm==1×10-4 m3,则对应的增加的浮力为F浮1=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-4 m3=1 N,则对应的增加的重力为G1=F浮1=1 N,所以对应的被测物体质量为m1===0.1 kg=100 g,故B符合题意;减小浮力秤下方悬挂石块的质量,浮力秤重力减小,因为浮力秤处于漂浮状态,浮力等于重力,所以浮力减小,液体密度不变,根据F浮=ρ水gV排可知,排开液体的体积减小,浮力秤上浮一些,该浮力秤0刻度线将向下移动,故C不符合题意;增大浮力秤下方悬挂石块的质量,该浮力秤0刻度线将向上移动,但该浮力秤刻度线间的距离为Δh=====,则该浮力秤刻度线间的距离与被测物体的质量,液体密度和瓶身的横截面积有关,与下方悬挂石块的质量无关,因此浮力秤刻度线间的距离保持不变,故D不符合题意。故选B。]
类型五 图象类型
5.(2024·泰安期末)学校物理兴趣小组设计了利用浮力打捞物品的装置。如图甲所示,一个足够高的圆柱形容器,底面积为,待打捞物体A质量为2 kg,底面积为100 cm2,高10 cm;浮体B质量为 0.6 kg,底面积为220 cm2,高为10 cm;A、B用一个质量和体积都不计的弹簧相连,已知弹簧原长为 10 cm,弹簧每受到1 N的拉力或压力会伸长或收缩 0.5 cm。现以恒定的水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图丙所示,g取 10 N/kg。
(1)求未注水之前物体A对容器底部的压强。
(2)当注水时间在第8 s时,物体A所受的浮力和容器中水的深度分别是多少?
(3)如图乙所示,当注水时间在第10 s时物体A恰好刚离开容器底部,此时B物体排开水的体积是多少?
[解析] (1)未注水之前物体A对容器底部的压强p======2 600 Pa。
(2)由题图丙可知,第4 s时,h1为10 cm,此时A恰好完全浸没,则注入水的体积为V水=S容器h1-SAh1=500 cm2×10 cm-100 cm2×10 cm=4 000 cm3,以恒定的水流向容器内注水,所以4~8 s内注入水的体积等于0~4 s内注入水的体积,水面上升高度为Δh===8 cm,所以此时水面高度为h2=h1+Δh=10 cm+8 cm=18 cm,此时A完全浸没,浮力为F浮=ρ液gV排=ρ液gVA=×10 N/kg×100×10×10-6 m3=10 N。
(3)注水时间在第10 s时物体A恰好刚离开容器底部,此时浮力为A、B重力之和,浮力为F浮′=GA+GB=26 N,此时浮体B排开水的体积为VB排=V-VA=-VA=-100×10×10-6 m3=1.6×10-3 m3。
[答案] (1)未注水之前物体A对容器底部的压强为2 600 Pa (2)当注水时间在第8 s时,物体A所受的浮力为10 N,容器中水的深度为18 cm (3)如图乙所示,当注水时间在第10 s时物体A恰好刚离开容器底部,此时B物体排开水的体积是1.6×10-3 m3
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共44张PPT)
微专题3 压强、浮力的综合计算和判断
考点1:压强、浮力大小的比较
1.压强大小比较:①固体压强由容器对水平桌面的压力与容器底面积共同决定的,压力大小等于容器、水和浸入物体的总重力;②液体压强由液体密度和深度共同决定的,深度指某点到自由液面的竖直高度,大小与容器的粗细、形状以及是否倾斜均无关。
2.浮力大小比较:①阿基米德原理,特别是液体密度或排开液体的体积相同时(若不能用阿基米德原理,则观察物体的浮沉状态,依据物体的浮力与重力的关系比较);②同一物体在不同液体里漂浮时,所受的浮力大小相等(由F浮=ρ液gV排和V物=V排+V露可知,在密度越大的液体中露出液面的体积越大,可以比较液体密度的大小);③柱体漂浮在液体中时,柱体底面受到液体的压强可以通过公式p=
F压/S=F浮/S计算或比较,在不同液体中漂浮的同一柱体,其底面受到的压强相等。
类型一 单一容器分析
1.(2024·泰安三模)如图所示,水平桌面上放置着一个装有水的圆柱形容器和质量相等的A、B两个实心小球。将球A放入容器内的水中,球A漂浮。取出球A后(带出的水忽略不计),再将球B放入容器内的水中,球B沉入容器底部。下列说法正确的是( )
①球A的密度大于球B的密度
②球A受到的浮力大于球B受到的浮力
③放入球A后水对容器底的压强等于放入球B后水对容器底的压强
④放入球A后容器对桌面的压强等于放入球B后容器对桌面的压强
A.①② B.②④
C.②③④ D.①③④
√
类型二 相同容器同种液体分析
2.(2024·泰安期末)甲、乙两个完全相同的容器中装有相同质量的水,现将正方体物块A放入水中,有五分之三体积露出水面,如图甲所示。再将边长为A的边长一半的正方体物块B放在A的上面,物块A有五分之一体积露出水面,如图乙所示。下列说法正确的是
( )
①物块A与物块B的密度之比为ρA∶ρB=1∶8
②物块A与物块B的质量之比mA∶mB=1∶1
③若将物块A、物块B分别放入甲、乙容器中,A、B所受的浮力之比FA∶FB=8∶1
④若将物块A、物块B分别放入甲、乙容器中,甲、乙两容器对地面的压强之比pA∶pB=1∶1
A.①②④ B.①③④
C.②③④ D.①②③
√
类型三 相同容器不同液体分析
3.如图所示,在木棒的一端缠绕一些铜丝制成一个简易密度计,现将它先后放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中,当它竖直静止在两种液体中时,液面高度相同。密度计在甲、乙两种液体中所受浮力分别为F甲和F乙,两个烧杯底部所受液体的压强分别为p甲和p乙,下列判断正确的是( )
①F甲=F乙 ②F甲
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
√
A [密度计在两液体中均处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知F浮=G,同一个密度计,重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等;即F甲=F乙,故①正确,②错误;由题图知,密度计排开液体甲的体积大于排开液体乙的体积,根据F浮=ρ液gV排可知,液体甲的密度小于液体乙的密度,即ρ甲<ρ乙,因ρ甲<ρ乙,且液面高度相同,则根据p=ρgh可知,两个烧杯底部所受液体的压强p甲
4.(2024·泰安一模)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( )
①三个正方体受到的浮力大小关系为FA
③容器对桌面的压力大小关系为F甲=F乙=F丙
④容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
√
可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,则有F浮=G排=G,容器内水和物体的总重力G总=G水+G=G水+G排,三个容器内水面高度相同,所以三个容器内总重力相等,由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力相等,即F甲=F乙=F丙,故③正确;由于正方体静止后,三个容器内水面高度相同,根据p=ρgh,三个容器中水对容器底的压强相同,故④错误。故选A。]
类型五 图象问题及综合
5.(2024·泰安三模)水平桌面上放置足够高的柱形容器如图甲所示,容器底部放一个边长为10 cm的均匀实心正方体M。现缓慢向容器中注入某液体,M对容器底部的压力随注入液体深度h的变化关系如图乙。取g=10 N/kg,下列说法正确的是( )
①M的密度是1.25×103 kg/m3
②注入液体的密度是1×103 kg/m3
③当h=10 cm时,M对容器底部的压力是2 N
④当h>10 cm时,M漂浮
A.①③正确 B.②③正确
C.①②正确 D.②④正确
√
考点2:压强、浮力综合计算
(1)图甲中木块A静止时排开水的体积;
(2)物体B的密度;
(3)图乙相对于图甲,容器底部增加的液体压强。
[答案] (1)4×10-4 m3 (2)1.2×103 kg/m3 (3)300 Pa
类型二 密度计类型
2.(2024·泰安一模)一个质量为80 g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶,内装10 cm高的水密封后放在水平地面上,如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后瓶内、外液面的高度差如图乙和图丙所示(ρ水=1×103 kg/m3,g=10 N/kg,瓶壁厚度忽略不计)。下列说法正确的是( )
√
类型三 传感器类型
3.如图甲所示,装有适量某种液体的容器放在水平面上,其底面积为S1=200 cm2,A是底面积为S2=100 cm2的圆柱形木块,C是压力传感器,用F表示压力传感器的示数,h表示木块A的下表面与液面的距离,小明用轻杆B向下压C,逐渐改变h的大小,得到了如图乙所示的F-h图象,此过程中液体始终没有溢出(传感器C和轻杆B的重力体积忽略不计),g取10 N/kg,则下列说法错误的是( )
A.木块A的体积为1 250 cm3
B.该液体的密度为1.2 g/cm3
C.木块A从接触液面到浸没,木块A的重力对它做功0.375 J
D.木块A从接触液面到浸没,容器底对水平面的压强增加了700 Pa
√
类型四 弹簧类型
4.(2024·泰安二模)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其它刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50 cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为170 g,水的密度为 1.0 g/cm3,g取10 N/kg。下列说法错误的是( )
A.图中所示状态浮力秤受到的浮力为 1.7 N
B.浮力秤上2 cm刻度线对应的被测物体质量为270 g
C.减小浮力秤下方悬挂石块的质量,该浮力秤0刻度线将向下移动
D.增大浮力秤下方悬挂石块的质量,该浮力秤刻度线间的距离保持不变
√
(1)求未注水之前物体A对容器底部的压强。
(2)当注水时间在第8 s时,物体A所受的浮力和容器中水的深度分别是多少?
(3)如图乙所示,当注水时间在第10 s时物体A恰好刚离开容器底部,此时B物体排开水的体积是多少?
[答案] (1)未注水之前物体A对容器底部的压强为2 600 Pa (2)当注水时间在第8 s时,物体A所受的浮力为10 N,容器中水的深度为18 cm (3)如图乙所示,当注水时间在第10 s时物体A恰好刚离开容器底部,此时B物体排开水的体积是1.6×10-3 m3