压强与浮力针对性讲解中考专题

压强与浮力针对性讲解中考专题

压强、浮力的综合计算 方法指导 压强、浮力是力学计算中重要的组成部分，是初中物理中的难点之一，也是中考高频考点之一。‎ 一、计算压强的方法 方法技巧：压强公式P=F/S，对于固体、液体和气体都适用，p＝ρgh适用于液体和柱形固体；一般情况下固体压强用p＝F/S计算比较方便，而液体压强用p＝ρgh计算比较方便；在求问题前应先分清是固体压强还是液体、气体压强；是求压力还是压强。在解决液体对容器的压强和压力时，一般先求压强(p＝ρgh)再求压力(F＝pS)；在求解固体压力和压强时，一般先求压力(F＝G总)，再求压强(p＝F总/S)。‎ 二、计算浮力的方法 ‎(1)称重法：F浮＝G－F(用弹簧的测力计测浮力)。‎ ‎(2)压力差法：F浮＝F向上－F向下(用浮力产生的原因求浮力)。‎ ‎(3)阿基米德原理法：F浮＝G排或F浮＝ρ液V排g(知道物体排开液体的质量或体积时常用)。‎ ‎(4)平衡法：F浮＝G物，适用于漂浮或悬浮的自由状态的物体。‎ 三、必须弄清楚的一些概念 ‎(1)物重G与示重F；‎ ‎(2)物重G与物体排开的液重G排；‎ ‎(3)浸在(浸入)与浸没(没入)；‎ ‎(4)上浮、漂浮、悬浮；‎ ‎(5)物体的密度ρ物与液体的密度ρ液；‎ ‎(6)物体的体积V物、物体排开液体体积V排、物体露出液面的体积V露。‎ 四、计算浮力的基本思路 ‎(1)仔细审题，注意抓住隐含条件的关键词，如浸入、浸没、装满、未装满、溢出、未溢出、漂浮、悬浮、上浮、下沉等。‎ ‎(2)确定研究物体，并对物体进行受力分析(重力、浮力、拉力或压力等)。‎ ‎(3)在受力分析的基础上，列出关系式，漂浮或悬浮时F浮＝G物；用线吊在液体中时：F浮＝G－G示；被强制压(按)入液体中时，F浮＝G＋F(F为压力或拉力)，若有几个物体连接在 一起，可以将它们视为一个整体进行研究。‎ ‎(4)把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式，代入已知量解出未知量，这种思维方式不仅对较难题适用，对解较容易的浮力题也适用。‎ 五、解浮力问题经常用到的一些规律和概念 ‎①二力平衡条件(推广到三力平衡)；②密度；③液体内部压强规律；④浮力；⑤阿基米德原理；⑥物体浮沉条件。‎ 六、漂浮问题“五规律”：(历年中考频率较高)‎ 规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受到的重力。‎ 规律二：同一物体漂浮在不同液体里，所受浮力相同。‎ 规律三：同一物体漂浮在不同液体里，在密度大的液体里浸入的体积小。‎ 规律四：漂浮物浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几。‎ 规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。‎ 七、浮体综合题的解题思路和方法：‎ ‎(1)先明确物体在液体中的状态：漂浮。‎ ‎(2)分析物体的受力情况：只受到重力G物和浮力F浮两个力的作用，并处于静止状态。‎ ‎(3)列出二力平衡的方程：F浮 ＝ G物 。‎ ‎(4)展开求解：将求浮力的公式F浮 ＝ ρ液 gV排、重力公式G物=m物g（或 G物=ρ物 V物g）求未知量。‎ 类型一 压强的计算 ‎1． “五一”假期中，小明一家驾车外出旅游。车的总质量是1.6 t，车轮与地面接触的总面积是0.08 m2，当车停在水平路面上时，车对地面的压强是__ __Pa；当车在高速公路上行驶时，根据车距确认标志牌，小明测出车通过200 m距离所用的时间是8 s，则车的行驶速度是__ __km/h。(g取10 N/kg)‎ ‎2．我国首台自主设计研发的载人深潜器“蛟龙号”在2012年6月27日进行了7000 m级海试，最大下潜深度达7062 m，此处海水产生的压强约为__ __Pa，此时“蛟龙号”0.5 m2外表面受到海水的压力为__ __N。(海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10 N/kg)‎ ‎3．如图所示是一辆不慎驶入水中汽车的车门。随着水位升高，车门上A处受到水的压强将__ __。若车门在水下部分的面积为0.8 m2，受到水的平均压强为5×103 Pa，g＝10 N/kg，此时车门所受水的压力为_ __N，相当于__ _kg水压在车门上，因此，建议汽车不慎驶入水中时，应立即设法从车内逃 离，避免生命危险。‎ ‎4．用两种物质分别制成棱长相同的实心正方体甲、乙，它们的质量和体积的关系如图所示。把它们平放在水平地面上，则它们对水平地面的压强之比p甲∶p乙为( )‎ A．8︰1 B．4︰3 C．4︰1 D．1︰2‎ ‎5．大气压是由于空气受到重力而产生的。如果地球的表面约为5×1014 m2，那么，在一个标准大气压下，地球周围的空气质量约为(标准大气压取1.0×105 Pa，g＝10 N/kg)( )‎ A．5×1012 kg B．5×1018 kg C．1×1018 kg D．1×1012kg ‎6．小虎家买了一个既美观又实用的茶几，茶几的中间是一个鱼缸。茶几摆放在客厅水平地面上，如图所示。其部分参数如下表所示。求：‎ 茶几及鱼缸净重/kg ‎28‎ 最大容水质量/kg ‎120‎ 鱼缸深度/m ‎0.5‎ 支撑柱/个 ‎4‎ 每个支撑柱与地面接触面积/m2‎ ‎0.01‎ ‎ ‎ ‎(1)鱼缸中注满水时，求鱼缸底部受到水的压强p1；此时茶几对地面的压强p2。‎ ‎(2)小虎的爸爸买回一重为50 N的实心塑胶鱼的艺术品，发现其恰能悬浮在鱼缸里的水中，求塑胶鱼的体积V。‎ 类型二 浮力的综合计算 ‎7．将一小物块A轻轻放入盛满水的大烧杯中，A静止后，有72 g的水溢出；再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中，A静止后，有64 g的酒精溢出。则A在水中静止时受到的浮力为__ _N，A的体积是__ _cm3，A的密度是__ __g/cm3。(酒精的密度是0.8×103 kg/m3)‎ ‎8．甲、乙物体的密度相同，甲的体积是乙的2倍，将它们叠放在水槽里的水中，水面恰好与甲的上表面相平，如图所示，现将乙物体取下，当甲物体静止时，甲物体将( )‎ A．沉在水槽的底部 B．悬浮在原位置 C．漂浮，水下部分高度与甲的高度之比为1∶2‎ D．漂浮，露出水面部分的体积与甲的体积之比为1∶3‎ ‎9．在弹簧测力计下悬挂一个小球，示数为4.2 N。当把小球的一半体积浸在水中时，弹簧测力计的示数为1.7 N。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。问：‎ ‎(1)小球所受的浮力为多大？‎ ‎(2)小球的总体积为多大？‎ ‎(3)把小球从弹簧测力计取下，浸没在水中后放手，请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中。‎ ‎ ‎ 类型三 压强、浮力的综合计算 ‎10．钓鱼岛自古以来就是中国国有领土，早在明朝1373年我国渔民就已经发现了钓鱼岛，如图所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船正在钓鱼岛巡航的示意图(海水密度取1.02×103 kg/m3，g取10 N/kg)。‎ ‎(1)若该船的声呐探头距海面深度为8 m，则该声呐探头受到海水的压强是多少？‎ ‎(2)该船满载时排水量为3400 t，则船受到的重力和浮力各为多少？‎ ‎11．新农村建设让农村面貌焕然一新。许多楼房顶部装有自动供水水箱，箱体重1520 N，与水平楼顶接触面积为1.5 m2。为了控制进水量，在水箱顶部安装压力传感器，如图所示，A物体通过细线与压力传感器相连接，压力传感器相当于拉线开关，A的密度是2.5×103 kg/m3，A重为25 N。当压力传感器受到竖直向下的拉力等于25 N时闭合，电动水泵向水箱注水；当拉力等于15 N时断开，电动水泵停止向水箱注水。‎ ‎(1)求未装水时整个水箱对楼顶的压强是多少？(压力传感器及连接线质量不计，g取10 N/kg)‎ ‎(2)通过计算说明当水面与A上表面相平时，电动水泵能否停止注水？(g取10 N/kg，连接线体积不计)‎ ‎12．一个圆柱形容器放在水平桌面上，如图甲所示，容器中立放着一个均匀实心圆柱体M。现慢慢向容器中加水，加入的水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图丙所示，在整个过程中无水溢出，M的底面始终与容器中的水面平行。当加入的水等于3 kg时，物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4 cm，如图乙所示(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3)。求：‎ ‎(1)圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度h；‎ ‎(2)圆柱体M的密度ρ；‎ ‎(3)圆柱形容器的内底面积S。‎ ‎13．如图是一厕所自动冲水装置，圆柱体浮筒A与阀门C通过杆B连接，浮筒A的质量为1 kg，高为0.22 m，B杆长为0.2 m，阀门C的上表面积为25 cm2，B和C的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计，当A露出0.02 m时，C恰好被A拉开，实现了自动冲水(g取10 N/kg)。求：‎ ‎(1)刚拉开阀门C时，C受到水的压强和压力。‎ ‎(2)此时浮筒A受到的浮力。‎ ‎(3)浮筒A的密度。‎ ‎ ‎ 重庆中考力学（2014--2018）‎ 一填空与选择 ‎1、（2014年）如图5所示，台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯，一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没于水中。剪断细线后，木块上浮至静止。下列说法正确的是( )‎ A．剪断细线前，木块所受浮力等于木块的重力 ‎ B．剪断细线前，托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和 C．整个过程，水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量 D．整个过程，托盘受到压力的变化量等于木块浮力的变化量 ‎2、（2015年）. 如图6甲所示，烧杯里盛有6℃的水，小球在水中恰好悬浮。经研究发现，水的密度随温度的变化如图6乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块，在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中，假设小球的体积始终不变，关于小球的浮沉情况判断正确的是（ ）‎ A. 先下沉然后上浮 B 浮力变下，一直下沉 C. 先上浮然后下沉 D. 浮力变大，一直上浮 图6‎ ‎3、（2016年）水平地面上有底面积为300 cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A，内有质量为400 g、边长为10 cm、质量分布均匀的正方体物块B，通过一根长10 cm的细线与容器底部相连，此时水面距容器底20 cm（如图7）。计算可得出（ ）‎ A. 绳子受到的拉力为14 N B. 容器对水平地面的压力是90 N C. 剪断绳子，待物块静止后水对容器底的压强变化了200 Pa D. 剪断绳子，待物块静止后水平地面受到的压强变化了200 Pa ‎4、（2017年）一个底面积为100cm2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的轻杆上，内有适量的水，如图8甲所示。塑料瓶ABCD部分为柱形，柱形部分高度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之间的关系图像如图8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 N；当水面与AD相平时，瓶外的水对容器M底部的压强为 Pa。‎ ‎5、（2017年）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，如图甲所示。现缓慢向容器内注入适量的水，水对容器底部的压强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 cm；若ρA=0.5g/cm3，当注水体积V=880cm3时，杆对A的作用力大小为 N。‎ ‎6、（2018年）水平升降台面上有一个足够深、底面积为40cm2的柱形容器,容器中水深20cm,则水对容器底部的压强为 Pa。现将底面积为10cm2，高20cm的圆柱体A悬挂在固定的弹簧测力计下端,使A浸入水中,稳定后,A的下表面距水面4cm,弹簧测力计的示数为0.8N,如图6所示,然后使升降台上升7cm,再次稳定后,A所受的浮力为 N。(已知弹簧受到的拉力每减小1N,弹簧的长度就缩短1cm)‎ 二、实验题 ‎1、（2014年）2014年5月15日，中国商飞公司C919大型客机首架机的前机身部段成功下线。该部段采用重庆西南铝业集团制造的具有世界先进水平的铝锂合金。小彬同学在征得科研人员同意后对一块圆柱型实心铝锂合金的密度进行了测量。‎ ‎(1)将天平放在水平桌面上，游码移至标尺左端的零刻度线，发现指针偏向分度标尺的左边，应将平衡螺母向__________ (选填“左”或“右”)调节。用调节好的天平测量合金的质量，平衡时砝码规格和游码的位置如图15甲所示，合金的质量是_________g。‎ ‎(2)量筒中装适量水，读出体积为50 cm3。放人合金时，不慎掉人量筒的水中，液面静止后如图15乙所示，合金体积为__________cm3，计算出合金的密度为___________g／cm3。‎ ‎(3)测量合金体积的操作中水可能溅出，引起密度测量值_________ (选填“偏大”或“偏小”)‎ ‎。正确的操作是用细线悬挂合金缓慢浸没在水中，既能防止水溅出，还可以避免____________________。‎ ‎(4)取出合金擦干水，用细线挂在弹簧测力计下，再浸没在不与合金反应的某液体中，测力计的示数为0.4 N，合金所受浮力为________N，该液体的密度为_________kg／m3。‎ ‎2、（2015年）小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1N的弹簧测力计，底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块，相同的大烧杯若干，水，密度未知的某种液体，细线等。‎ 图14‎ ‎（1）小冉进行了如图14所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为________N；用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均为溢出），并将其示数记录在下表中：‎ ‎（2）在实验步骤B中铜块所受浮力F浮=_______N。‎ ‎（3）分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟 ‎_____________________________有关；分析实验步骤A、E、F，可以说明浮力大小跟____________有关。‎ ‎（4）小冉在步骤B的基础上继续探究：保持铜块下表面所处的位置不变，把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上，缓慢向烧杯内加水，发现弹簧测力计的示数逐渐____________（选填“增大”或“减小”）；当所加水使铜块刚好浸没时（水未溢出），烧杯底部受到水的压强增加了_____Pa。（已知在一定范围内，弹簧受到的拉力每减少0.1N，弹簧的长度就缩短0.1cm）‎ ‎3、（2016年） 小杜同学在长江边捡到了一块漂亮的鹅卵石，他用天平和量筒测量鹅卵石的密度。‎ ‎（1）他设计了下列实验步骤：‎ ‎①用调节好的天平测出鹅卵石的质量m；‎ ‎②向量筒中倒进适量的水，读出水的体积V1；‎ ‎③根据密度的公式，算出鹅卵石的密度ρ；‎ ‎④将鹅卵石浸没在量筒内的水中，读出鹅卵石和水的总体积V2。‎ 他应采用正确的实验步骤顺序为____________________（选填下列选项前的字母）。‎ A. ①②④③ B. ①②③④ C. ②③④① D. ②③①④‎ ‎（2）如图16甲所示，小杜在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是__________________________。‎ ‎（3）小杜纠正错误后，重新调节天平平衡并测量鹅卵石的质量，当天平平衡时右盘砝码和游码如图16乙所示，鹅卵石的质量为__________g；由图16丙和丁可知鹅卵石的体积是___________cm3，计算鹅卵石的密度为__________g/cm3。‎ ‎（4）若鹅卵石磨损后，它的密度将____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。‎ ‎（5）用量筒测量水的体积，读数时视线应与液体凹面的底部_________，若小杜在图16丙中读数正确，在图丁中读数时视线仰视，所测得鹅卵石的密度将___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。‎ ‎4、（2018年）小薇同学在测固体密度时,操作步骤如下:‎ ‎(1)在实验室,小微把天平放在 工作台上,将游码归零,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应将平衡螺母向调节 (选填“左”或“右”),使天平横梁平衡。‎ ‎(2)小薇选用了一块小矿石,用调好的天平测它的质量,当右盘中所加砝码和游码的位置如 图10甲所示时,天平恢复平衡,则测得的矿石质量是 g。‎ ‎(3)如图10乙所示的量筒分度值为 cm3,在量筒中装人适量的水,将系了细线的矿石轻放入量筒,如图10乙所示,读数时视线应与液面 (选填“相平”或“不平”),测得矿石的体积是 cm3。‎ ‎(4)实验后,小微发现使用的20g砝码生锈了,由此导致测得的矿石密度会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。‎ ‎(5)小薇回家后,想测出家里某个小饰品的密度,她找到家里的电子秤,称出饰品的质量是140g,又借助细线、水、玻璃杯,测出了饰品的体积,她的实验操作步骤如图10丙、丁所示,则饰品的密度是 g/cm3.‎ ‎5、（2017年）.‎ 喜欢书法的小明同学用压纸石块设计了如下测量与探究活动，如图15所示：‎ ‎⑴小明在学校用天平和量筒测量压纸石块的密度：‎ ‎①将托盘天平置于水平桌面上，游码移至零刻度处，发现指针偏向分度盘右侧，他应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调，直至衡量平衡；‎ ‎②将石块放在天平的 （选填“左”或“右”），在另一盘中增减砝码并移动游码，直至横梁再次平衡，此时砝码和游码如图15a所示，则石块的质量m= g；‎ ‎③他在量筒中装入40mL的水，将石块缓慢浸没在水中，如图15b所示，则石块的体积V= cm3，由密度公式可算出它的密度。‎ ‎⑵小明回家后用操作方便、精确度高的电子秤和同一块压纸石块，探究“影响浮力大小的因素”。‎ ‎①他将搅匀的糖水装入柱形杯中，置于电子秤上，如图15c所示；‎ ‎②用体积不计的细绳系好石块，缓慢浸入糖水直至刚好浸没，电子秤示数逐渐增大，则糖水对杯底的压力 （选填“逐渐增大”、“保持不变”或“逐渐减小”），说明石块所受浮力大小与 有关，如图15d所示位置，石块所受浮力大小为 N；‎ ‎③他将石块沉入杯底，松开细绳，如图15e所示，便开始写探究报告；‎ ‎④完成探究报告后，他将石块从糖水中缓慢提升。细心的小明发现石块离开杯底至露出液面前，电子秤示数一直减小，这说明石块在放置一段时间的糖水中受到的浮力大小与浸没深度 （选填“有关”或“无关”），造成这个结果的主要原因可能是： 。‎ 三、 论述与计算 1、 ‎（2014年）2014年4月14日美国“蓝鳍金枪鱼”自主水下航行器首次参与搜索马航失联客机的任务。某科研机构按一定比例做了一个缩小的仿真模型，质量为75 kg。水平地面上有一个质量为25 kg足够高的长方体平底薄壁容器，长2.5 m，宽0.8 m，内装有深度为1 m的水。再将该模型缓慢放入水中静止时，有 ‎1/6的体积露出水面，如图19所示。求：‎ ‎(1)该模型漂浮时浸入水中的体积是多少m3?‎ ‎(2)当模型漂浮时，容器对地面的压强是多少?‎ ‎(3)若该模型利用容器中的水自动进行充水至悬浮，容器底部受到水的压强比模型未放入水中时增大多少?‎ ‎2、（2016年） 如图20甲是西南大学校内的一座塑像，其基座结构类似于图20乙和丙的模型。若A、B是质量分布均匀的正方体物块，其边长分别是20 cm、30 cm，密度之比ρA:ρB=3:1。将A放在水平地面上，B放在A的上面，A对水平地面的压强为5100 Pa（如图20乙）。求：‎ ‎（1）图20乙中，物块A对地面的压力；‎ ‎（2）物块A的密度；‎ ‎（3）若将物块B放在水平地面上，A放在B 的上面（如图20丙），要使B对地面的压强为2800 Pa，应将物块B沿竖直方向切去几分之几？‎ word编辑及排版：但校宇