微专题3 浮力、压强综合计算
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柱状容器模型
液体对容器底的压力
容器对桌面的压力
物体放入前后液体对容器底压力的变化量 注意:浮力变了多少液体压力就变多少
物体放入前后液体对容器底压强的变化量
物体放入前后容器对桌面压力的变化量
物体放入前后容器对桌面压强的变化量
类型剖析
类型1 物体放入液体
1.[相同物体放入不同液体] 三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器,小球静止后的状态如图所示,以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是
B.液体对容器底部的压强关系是
C.容器对桌面的压强关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
2.[质量不同物体放入不同液体] 如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中,静止时A球沉底、B球漂浮,此时液体深度,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( )
A.液体密度
B.两小球受到的浮力
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
3.[体积不同物体放入不同液体] 水平台上有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体,将质量相等、体积不等的正方体物块、分别放入两个烧杯中,如图所示,静止时液面刚好相平,则下列相关说法不正确的是( )
A.受到的浮力小于受到的浮力
B.的密度大于的密度
C.甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强
D.若将、同时放入甲液体中静止时,、底面受到液体的压力相等
4.[外力上拉类] 将一盛有水的薄壁容器放在水平桌面上,容器的底面积为,容器的质量忽略不计,容器中水的重力,水面与容器底的距离,如图甲所示。现将一金属圆柱体A用细线吊着浸没在水中,静止时容器中的水未溢出,A未触碰容器底和容器壁,如图乙所示。A的重力,体积。已知取,,则下列说法正确的是 ( )
A.A未浸入时,水对容器底的压强为
B.A未浸入时,容器对桌面的压强为
C.A浸没时,容器对桌面的压强是
D.A浸没在水中静止时,它受到的细线的拉力大小为
5.[外力下压类] 如图所示,轻质柱形容器放置在水平桌面上,容器内装有重的水。重为的正方体物体A放入水中后处于漂浮状态,物体A露出水面的体积为其总体积的。若用一个竖直向下的压力压物体A,使其刚好浸没在水中静止,这时物体A的下表面受到竖直向上的压力为。下列说法正确的是( )
A.物体A的密度为
B.物体A漂浮时,容器对桌面的压力为
C.物体A浸没在水中后受到的浮力等于
D.竖直向下的压力和重力的比值为
类型2 入(出)水类、注(排)水类
思路点拨
一、入(出)水类(液体总量不变)
已知物体浸入液体的体积、容器底面积,则液面高度变化。
二、注(排)水类(液体量增加/减小)
1.液面在物体的下(上)表面以外(已知加入液体的体积、容器底面积),液面高度变化。
2.液面在物体的上、下表面之间(已知加入液体的体积、容器底面积、物体的底面积),液面高度变化。
6.[出水类] 如图所示,水平桌面上有一个底面积为、重力为的圆柱形容器,装有深度为的水,如图甲所示。现将一个高度为、底面积为、重力为、不吸水的圆柱形物体缓慢放入水中,水未溢出,静止时如图乙所示。不计容器壁的厚度和绳的质量、体积,,取。
(1) 求物体放入水中静止后,容器对桌面的压强。
(2) 求物体放入水中静止后,容器底对它的支持力。
(3) 将物体从容器底部竖直缓慢提升,直到物体上表面高出水面时停止,求这个过程中,水对容器底部的压强变化量。
7.[注水类] 水平桌面上放有一个底面积为、高为的圆柱体,此时圆柱体对桌面的压强为。现将圆柱体轻轻放入一水槽中,向水槽中不断加水,当水槽中水深为时,圆柱体仍静止在水槽底部(圆柱体底部与水槽底部不密合),如图所示。取,
(1) 求图中水槽底部受到水的压强;
(2) 求圆柱体的密度;
(3) 继续向水槽中加水,当圆柱体对水槽底部压力为0时,求圆柱体露出水面的高度。
8.[分类讨论] 圆柱形容器的底面积为,盛有深度为的水。现将一质量为、高为、底面积为的长方体物块放入容器中,液面上升了,如图所示(圆柱形容器足够高)。求:
(1) 容器底受到水的压强;
(2) 把容器中的水倒出,用软管向容器中注入密度为 的某种液体,若使物块对容器底的压力最小,注入液体的总质量最少是多少 (液体密度 已知,取,)
9.[图像信息] 一个底面积的不吸水的圆柱体用细线拴在容器底部,长方体容器内部底面积为,水面与圆柱体上表面恰好相平,如图甲所示。现将水缓慢放出,圆柱体底部受到的液体压强随着容器中水的深度变化的图像如图乙所示。水的密度,取。
(1) 由图乙分析,水的深度为、、中哪一个时,绳子的拉力恰好变为0?
(2) 求圆柱体的重力和密度 。
(3) 若不将水放出,只剪断细线,圆柱体静止后,与剪断细线前相比,水对容器底部压强减少了多少?
微专题3 浮力、压强综合计算
类型剖析
类型1 物体放入液体
1.A 2.D 3.A 4.C 5.D
类型2 入(出)水类、注(排)水类
6.(1)
[解析]物体放入水中前,水对容器底的压强
,
水的重力等于水对容器底部的压力
,
物体放入水中静止后,水未溢出,故容器对桌面的压力
,
物体放入水中静止后,容器对桌面的压强
。
(2)
[解析]物体受到的浮力,
物体受到的支持力。
(3)
[解析]水面下降的高度
,
水对容器底部的压强变化量
。
7.(1)
[解析]图中水槽底部受到水的压强。
(2)
[解析]根据得
圆柱体的密度。
(3)
[解析]继续向水槽中加水,当圆柱体对水槽底部压力为0时,圆柱体受到的浮力大小等于它的重力,即。
圆柱体的重力,
圆柱体受到的浮力,
根据阿基米德原理,圆柱体排开水的体积
,
此时圆柱体浸在水中的深度
。
圆柱体露出水面的高度
。
8.(1)
[解析]容器中水的深度
,
容器底受到水的压强
。
(2) 或
[解析]物块的体积
,
物块的密度。
若,则物块刚好浸没时,对容器底的压力最小,且注入液体的总质量最少。
加入液体的体积,
加入液体的质量。
若,当物块对容器底的压力恰好为零时,物块受到的浮力大小等于重力,注入液体的总质量最少,
所以,
所以,
加入液体的体积,
加入液体的质量
。
9.(1)
(2) ;
[解析]当容器中水的深度在、之间时,圆柱体只受到重力和浮力,
则,
,
当容器中水的深度为时,圆柱体浸入液体中的体积等于圆柱体的总体积,
此时浮力,
由阿基米德原理得,
,
圆柱体的密度。
(3)
[解析]剪断细线稳定后,由得此时圆柱体浸在水中的体积
,
水面下降的高度
,
水对容器底部压强的减少量
。