2020-2021年中考物理一輪專題復(fù)習(xí)微專題七 彈簧—壓強(qiáng)—浮力

1、微專題七彈簧壓強(qiáng)浮力1. 如圖所示，用長(zhǎng)度為12 cm的彈簧將邊長(zhǎng)為10 cm的正方體物塊A的下表面與底面積為200 cm2的薄壁圓柱形容器底部相連，容器質(zhì)量不計(jì)且足夠高，正方體物塊A豎直壓在彈簧上且不與容器壁接觸，此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為3 cm；然后向容器內(nèi)部緩慢倒入水，當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度恰好恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)停止倒水，然后將一物塊B壓在正方體物塊A上，此時(shí)彈簧縮短了0.5 cm。已知：彈簧受到的力每改變1 N，其長(zhǎng)度就改變1 cm，上述過程中彈簧始終在豎直方向伸縮，且撤去其所受力后，彈簧可以恢復(fù)原長(zhǎng)，不計(jì)彈簧的體積和質(zhì)量。求：(g10 N/kg)(1)正方體物塊A的重力。(2)彈簧的長(zhǎng)度恰好恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)，所

2、加水的質(zhì)量。(3)物塊B壓在正方體物塊A上時(shí)，容器對(duì)地面的壓強(qiáng)。解：(1)彈簧的變化量L12 cm3 cm9 cm彈簧受到的壓力F壓9 NGAF壓9 N(2)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，則F浮GA9 NV排9104 m3900 cm3物塊A浸入水中的深度：h浸9 cm此時(shí)容器內(nèi)水的體積：V水S容(Lh浸)V排200 cm2(12 cm9 cm)900 cm33 300 cm3所加水的質(zhì)量：m水水V水1.0 g/cm33 300 cm33 300 g3.3 kg(3)設(shè)水面上升的高度為h，則S容hSA(0.5 cmh)，解得h0.5 cm此時(shí)A剛好浸沒A受到的浮力F浮水gV排水gVA1103 kg/m310

3、N/kg(0.1 m)310 NA受到的力GAGBF浮FGBF浮FGA10 N0.5 N9 N1.5 N容器對(duì)地面的壓力Fm水gGAGB3.3 kg10 N/kg9 N1.5 N43.5 N容器對(duì)地面的壓強(qiáng)：p2 175 Pa2. 如圖甲所示，放在水平桌面上的圓柱形容器內(nèi)裝有12 cm深的水，現(xiàn)有一輕質(zhì)彈簧，下端固定著一正方體A，正方體A的邊長(zhǎng)為10 cm、質(zhì)量為0.2 kg，其下表面正好與水面相平，此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)了1 cm。彈簧受到的彈力F跟彈簧的變化量L的關(guān)系如圖乙所示。(g10 N/kg)(1)求正方體A的重力。(2)向容器內(nèi)緩慢加水，直至正方體A剛好完全浸沒在水中(水未溢出)，立即停止加

4、水，求此時(shí)正方體A受到的浮力。(3)求正方體A剛好完全浸沒在水中時(shí)，彈簧對(duì)正方體A的作用力(彈簧只能沿豎直方向移動(dòng))。(4)求正方體A剛好完全浸沒在水中時(shí)，水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化量。解：(1)正方體A的重力：Gmg0.2 kg10 N/kg2 N(2)A完全浸沒，V排VA(10 cm)31103 m3正方體A的浮力：F浮G排水V排g1103 kg/m31103 m310 N/kg10 N(3)對(duì)A受力分析：F浮F彈G彈簧對(duì)正方體A的作用力：F彈F浮G10 N2 N8 N(4)A浸沒在水中時(shí)，F(xiàn)彈8 N，由圖乙知彈簧伸長(zhǎng)量L4 cm加水深度：hL伸長(zhǎng)LhA1 cm4 cm10 cm15 cm0.

5、15 m水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化量：p水gh1103 kg/m310 N/kg0.15 m1.5103 Pa3. 如圖所示，在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧上方連有邊長(zhǎng)為10 cm的正方體物塊A，容器側(cè)面的底部有一個(gè)由閥門B控制的出水口，當(dāng)容器中水深為20 cm時(shí)，物塊A有一半的體積浸在水中，此時(shí)彈簧恰好處于自然狀態(tài)，沒有發(fā)生形變。(不計(jì)彈簧受到的浮力，g10 N/kg)(1)求此時(shí)物塊A受到的浮力。(2)求物塊A的密度。(3)若向容器內(nèi)緩慢加水，直至物塊A剛好完全浸沒水中，立即停止加水，則此時(shí)彈簧對(duì)物塊A的作用力為多少？(4)若彈簧的伸長(zhǎng)量與拉力的關(guān)系為：L0.8 cm/NF，打開閥門B，當(dāng)物塊

6、A恰好完全露出水面時(shí)，求此時(shí)容器底受到水的壓強(qiáng)。解：(1)因?yàn)閂排0.5VA0.5(10 cm)3500 cm35104 m3物塊A受到的浮力：F浮G排水gV排1103 kg/m310 N/kg5104m35 N(2)因?yàn)閺椈纱藭r(shí)處于自然狀態(tài)，由二力平衡得物塊A的重力：GAF浮5 N物塊A的質(zhì)量：mA0.5 kg物塊A的密度：A0.5103 kg/m3(3)當(dāng)物塊A完全浸沒時(shí)，V排VA103 cm3103 m3此時(shí)物塊A受到的浮力：F浮G排水gV排1103 kg/m310 N/kg103 m310 N對(duì)A進(jìn)行受力分析：F浮GAF拉，得此時(shí)彈簧對(duì)物塊A的拉力：F拉F浮GA10 N5 N5 N(4

7、)當(dāng)物塊A恰好完全露出水面時(shí)，對(duì)A再進(jìn)行受力分析，此時(shí)F支GA5 N此時(shí)彈簧壓縮長(zhǎng)度：L0.8 cm/NF0.8 cm/N5 N4 cm彈簧原長(zhǎng)：L0L水LA20 cm5 cm15 cm則彈簧剩下的長(zhǎng)度：hL0L15 cm4 cm11 cm0.11 m容器底受到水的壓強(qiáng)：p水gh1103 kg/m310 N/kg0.11 m1 100 Pa4. 底面積為300 cm2，重力為3 N的薄壁圓柱形容器放在水平地面上，用原長(zhǎng)14 cm的彈簧將邊長(zhǎng)10 cm的正方體A的下表面中點(diǎn)與容器底相連，向容器內(nèi)加水至A剛好浸沒，如圖甲所示，此時(shí)彈簧長(zhǎng)16 cm，A對(duì)彈簧的拉力為F1?，F(xiàn)打開閥門B緩慢放水，當(dāng)A對(duì)

8、彈簧的作用力大小變?yōu)?F1時(shí)關(guān)閉閥門B，已知彈簧受力F的大小與彈簧長(zhǎng)度的變化量x間的關(guān)系如圖乙所示。不計(jì)彈簧的體積及其所受的浮力。求：(g10 N/kg)(1)正方體A浸沒時(shí)受到的浮力。(2)正方體A的密度。(3)從開始放水到關(guān)閉閥門B，水對(duì)容器底部壓強(qiáng)變化量p。(4)閥門B關(guān)閉后，若對(duì)正方體A施加一個(gè)向下的力FA使A對(duì)彈簧的作用力大小變?yōu)?F1，求FA的大小。解：(1)物體浸沒時(shí)，V排VA(10 cm)3103 cm3103 m3F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg103 m310 N(2)物體浸沒時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x16 cm14 cm2 cm由乙圖查得A對(duì)彈簧的拉力為F13

9、 NA受到的力F浮GAF1GAF浮F110 N3 N7 NmA0.7 kgA0.7103 kg/m3(3)放水前水的深度h16 cm10 cm26 cm當(dāng)F2F1時(shí)，由乙圖查得x4 cm此時(shí)A受到的力GAF浮2F1F浮GA2F17 N6 N1 NV排1104 m3100 cm3A浸入水的深度：h1 cm此時(shí)容器中水的深度為14 cm4 cm1 cm11 cm兩種狀態(tài)下，容器中水的深度變化為h26 cm11 cm15 cm0.15 m所以壓強(qiáng)的變化量：p水gh1.0103 kg/m310 N/kg0.15 m1.5103 Pa(4)當(dāng)F3F19 N時(shí)，可知x6 cm，即A又向下移動(dòng)6 cm4 cm2 cm設(shè)此時(shí)水面上升的高度為h，則S容hSA(dh)即300 cm2h(10 cm)2(2 cmh)解得h1 cm此時(shí)A