20 18 年中考物理试题分类汇编压强、浮力的综合计算1. ( 2018·安徽)重为 200N 的方形玻璃槽,底面积为0.4m2,放在水平台面上,向槽中加水至水深0.3m( 已知=1.0 ×103 kg/m3, g 取 10N/kg ,玻璃槽的侧壁厚度不计)( 1)求水对槽底部的压强和槽底对水平台面的压强;( 2)将边长为20cm 的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5cm,求该物块的密度;( 3)用力 F 垂直向下作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为2cm 并保持静止,求此时力 F 的大小。
解:( 1)水对槽底部的压强:;水的体积:,根据和可得,水的重力:,玻璃槽对水平台面的压力:,玻璃槽对水平台面的压强:;( 2)正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,处于漂浮状态,所以 F 浮 =G 水木,根据和可得:,代入数值可得:,解得:;( 3)根据力的平衡可知,力 F 的大小等于物块增大的浮力,即:。
答:( 1)求水对槽底部的压强和槽底对水平台面的压强分别为3×103Pa、 3.5 ×103Pa;2.( 2018·绵阳)(12 分)如图所示,长L1=1m 的薄壁正方体容器 A 放置在水平地面上,顶部有小孔 C 与空气相通,长 L 2=0.2m 的正方体木块 B 静止在容器 A 底面。
通过细管 D 缓慢向容器 A 内注水,直到注满容器 A ,木块 B 上浮过程中上下表面始终水平,木块 B 与容器 A 底面和顶部都不会紧密接触。
已知水的密度ρ×103kg/m3 ,木块的密度ρ×水=1.0木=0.510 3 kg/m 3,g 取 10N/kg。
求:(1)注水前,木块 B 对容器 A 底面的压强(2)木块 B 对容器 A 底面压力刚好为 0 时,容器 A 内水的深度(3)水注满容器后,容器 A 顶部对木块 B 的压力大小(4)整个过程,浮力对木块所做的功3kg/m3×()3=4kg;解:( 1)木块的质量为: m=ρV=0.5×100.2m木块 B 对容器 A 底面的压强为: P= == ==1000Pa;(2)木块 B 对容器 A 底面压力刚好为0 时,木块恰好处于漂浮状态,此时受到的浮力为: F 浮=G=mg=4kg×10N/kg=40N;根据阿基米德原理可知,木块排开的水的体积为:V 排==×﹣ 3 3,=4 10 m则木块浸入水中的深度即水的深度为:h= =;=0.1m(3)水注满容器后,木块全部浸入水中,木块受到竖直向下的重力、竖直向下的压力和竖直向上的浮力的共同作用;由阿基米德原理可知,此时木块受到的浮力为:F'浮=ρgV'排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)3=80N;物体处于静止状态,受力平衡,则容器 A 顶部对木块 B 的压力大小为: F=F'浮﹣ G=80N﹣40N=40N;(4)整个过程中,木块上升的高度为:s=L1﹣ L2=1m﹣0.2m=0.8m;则浮力所做的功为: W=F 浮 s=40N×0.8m=32J。
3.(无答案) 1( 2018·临沂)2017 年 12 月 24 日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“ 海上丝绸之路” 航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。
它的最大飞行速度为 560km/h, 最大航程为 4500km,巡航速度 ( 经济、节油的飞行速度 ) 为 500km/h。
某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t, 轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2( ρ水=1.0 ×103 kg/m3,g=10N/kg) 。
求 :(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少 ?(2)起飞后,飞机在空中直线飞行 1400km所需要的短时间是多少 ?(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t, 此时飞机受到的重力是多少 ?舱底某处距水面 1.5m,水对该处产生的压强是多少 ?4.(2018 河北) .实心圆柱体甲和长方体乙分别放置在水平地面上,甲的密度为0.6 ×103 kg/m3,质量为 12 kg,底面积为 4×10- 2 m2;乙的质量为 5.4 kg,边长分别为 0.1 m、0.2 m 0.3 m。
(g 取10 N/kg)(1)求乙的密度。
(2)求甲直立时对水平地面的压强。
(3)若在甲的上方水平截去一段并叠放在乙的正上方后,甲剩余圆柱体对水平面的压强恰好等于此时乙对水平地面压强的最小值,求甲截去的高度。
(1)0.9 ×103(2)1.5105 Pa ()0.21 m3解:( 1)由题意可知乙的体积 V乙 =0.10.20.3 m3 =6 103 m3,所以其密度乙 = m乙= 5.4 kg9 10 4 kg / m3。
V乙 610 3 m3(2)甲放在水平地面上,其对水平地面的压力F甲m甲 g120 N ,由压强公式可得p 甲F 甲 =120 Pa=3000Pa 。
S 甲4 102(3)由题意可知甲的体积 V 甲 =m 甲=12 kg m 3 =0.02 kg / m 3 ,因为其底面积为 S 甲 4 10 2 m 2 ,甲 0.6 103所以其高度 h 甲 =V 甲 =0.02 kg / m 3 0.5 m 。
S 甲 4 102m2h度为 h ,则截去部分的质量 m= m 甲 ;甲剩余部分对水平地面的压强 hp 甲' =hhp 甲 。
h由题意可知乙的最大底面积 S 乙 0.2 0.3m20.06 m ,此时乙对水平地面的压强最小,且有p 乙 =( mm 乙 ) g 。
S 乙因为 '( p 甲S乙m 乙 g )h甲乙 ,联立以上各式,解得 h=0.21mp 甲 S 乙m 甲 g5.(2018·乐山)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是 2.7N 。
当把零件浸没在水中时,测力计的示数是 1.7N 。
现把该零件浸没在某种液体中时,测力计的示数是1.9N 。
求:(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F 浮(2)该金属零件的密度 ρ金;液(3)该液体的密度 ρ 。
解:解:( 1) F 浮=G-F=2.7N-1.7N=1N(2 分)(2)由阿基米德原理F浮=ρ gV排水V 金F 浮(1 分) V 排水gGm g G2. 7 33 (1 分)金V 金F 浮F 浮水1. 0 10kg / m1. 0水g( 3)在甲液体中所受浮力所受浮力F 浮=G-F=2.7N-1.9N=0.8N ( 1 分)由阿基米德原理F '浮=ρ液 gV排F 浮 F 浮F 浮0. 8 103 kg / 3 液gV 排F 浮水1. 0mF 浮1. 0g水g0. 8103 kg / m 36.( 2018·自贡)(7 分)有甲、乙两个溢水杯 , 甲溢水杯盛满酒精 , 乙溢水杯盛满某种液体 . 将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中 , 小球下沉到杯底 , 溢出酒精的质量是 40g ;将小球从甲溢水杯中取出擦干 , 轻轻放入乙溢水杯中 , 小球漂浮且有1的体积露出液面 , 溢出液体的质量是 50g, 已知11酒精0.8 103 kg / m 3, 试问:①小球的 体积是多少? ②液体的密度是 多少?解:( 1)根据题意知小球放入甲杯中沉底,则V 球 V 排 m 排40g50cm 3酒精0.8g / cm 3(2)据题意小球放入乙杯中漂浮又V / (1) V10V 球排1球1111m 排/ m 排/50g1.1g / cm 3液V 排/10103V 球1150cm117.( 2018·泰安)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。
从此处匀速下放物块, 直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。
物块下放过程 中,弹簧测力计示数 F 与物块下表面浸入水的深度 h 的关系如图乙。
g 取 10N/kg ,水的 密度是1.0 ×103kg/m 3。
求:( 1)物块受到的重力;( 2)物块完全浸没在水中受到的浮力;( 3)物块的密度。
8.(无答案)(2018·广安)空难事故发生后,为了找到事故原因,救援人员到现场后,总会寻找被誉为“空难见证人”的黑匣子。
某架飞机的黑匣子质量30kg,是一个长 0.5m,宽 0.1m,高 0.2m 的长方体,现沉在距海面30m 的海底(黑匣子未与海底紧密接触),搜救人员将其匀速托出海面后依然完好,为破解事故真相提供了最有力的证据。
根据以上信息请计算( P 海水近似取 1.0×103kg/m3,g 取 10N/kg):(1)黑匣子在海底时下表面受海水的压强是多少?(2)黑匣子在海水中浸没时受到的浮力是多大?(3)搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面与海平面相平做了多少功?9.(2018 孝感)10.(2018 襄阳)11.(2018 呼和浩特 )12.(2018 江西 )如图 10 所示,是小普同学利用自制的简易天平在家实验时的情景,请仔细观察,并根据图中信息,求:(1)该液体的密度;(2)若烧杯的底面积为20cm2,装有此液体对天平托盘的压强。
(g 取 10N/Kg )13.(2018 黄石)14.(2018·娄底)如图1 所示,置于水平地面的薄壁容器上面部分为正方体形状,边长l1=4cm,下面部分也为正方体形状,边长 l2=6cm,容器总质量 m1=50g,容器内用细线悬挂的物体为不吸水的实心长方体,底面积S 物=9cm2,下表面与容器底面距离l3=2cm,上表面与容器口距离l4=1cm,物体质量 m2=56.7g.现往容器内加水,设水的质量为M ,已知ρ水 =1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)当 M=58g 时,水面还没有到达物体的下表面,求此时容器对水平地面的压强;(2)实心长方体的密度;(3)往容器内加入多少体积水时,细线的拉力刚好为零,此时实心长方体刚要开始上浮;(4)当 0≤M ≤180g 时,在图 2 中作出水对容器底部的压力 F 随 M 变化的图象(不要求写出F 和 M 的关系式)解:( 1)F=G 总=(m1+M )g=(0.05kg+0.058kg)×10N/kg=1.08NP===300Pa(2)==30.9g/cm3=0.9×103kg/m(3)当实心长方体刚要开始上浮时, F 浮=G2=m2g=56.7×10-3kg×10N/kg=0.567N,由阿基米德原理F 浮 =ρ水gV 排可得, V 排==5.67×10-5m3所以物体浸入的深度 h==0.063m加入的水的体积V=l 23+S1(h+l3- l2)- V 排 =(0.06m)3+0.04×0.04×(0.063+0.02- 0.06)m3-5.67×10-5m3=1.961× 10-4m3=196.1cm3(4)画图时注意两个点,一个是水面刚接触实心长方体下表面时,此时压力为0.72N;另一个是加入 180g 水时,此时压力为 2.16N。