專題二浮力引起的壓力壓強(qiáng)變化

1、專題二 浮力引起的壓力壓強(qiáng)變化知能與思：密度、壓強(qiáng)、浮力均是初中力學(xué)的主干知識(shí) ,中考中出現(xiàn)的頻率都較高,且個(gè)個(gè)有難度, 這幾個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)在浮力中綜合后,難度進(jìn)一步加大.優(yōu)秀的高級(jí)中學(xué)常常用此來(lái)鑒別學(xué)生 的知識(shí)水平和思維水平.浮力引起的壓力壓強(qiáng)變化是浮力綜合題的典型代表.把這種題型弄懂 了,浮力的許多問(wèn)題都迎刃而解了.例1: 一同學(xué)在岸上最多只能搬得起質(zhì)量是 30kg的鵝卵石.如果鵝卵石的密度是2.5 X103kg/m3, 那么該同學(xué)在水中最多能搬得起質(zhì)量是 kg的鵝卵石石頭不露出水面.這時(shí)石頭受到的浮 力是 N p k=1.0 x 103kg/m3,取 g=10N/kg.例2: 2022包

2、頭如下圖,在容器中放一個(gè)上、下底面積均為10cm2、高為5cm,體積為80cm3的均勻?qū)ΨQ石鼓,其下底外表與容器底部完全緊密接觸, 石鼓全部浸沒(méi)于水中且其上外表與水面齊平,那么石鼓受到的浮力是：取 g=10N/kgA、0 B、0.3N C、0.5N D、0.8N例3:圖是某車站廁所的自動(dòng)沖水裝置,圓柱體浮筒A的底面積為400cm,高為0.2m,蓋片B的面積為60cm2 蓋片B的質(zhì)量,厚度不計(jì).連接AB是長(zhǎng)為0.3m,體積和質(zhì)量都不計(jì)的硬桿.當(dāng) 流進(jìn)水箱的水剛好浸沒(méi)浮筒 A時(shí),蓋片B被撇開(kāi),水通過(guò)排水管流出沖洗廁所.水的密度為 1 x 103kg/m3,g=10N/kg 請(qǐng)解答以下問(wèn)題：1當(dāng)水箱

3、的水剛好浸沒(méi)浮筒 A時(shí),水對(duì)蓋片B的壓力是多少?2浮筒A的重力是多少？3水箱中水多深時(shí)蓋片B又自動(dòng)關(guān)上？專題練習(xí):1.如圖6所示,圓柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它們的底面積分別為 200cn2J口 100cm.容器 甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m高的酒精.假設(shè)從兩容器中分別抽出質(zhì)量均為 m的水和 酒精后,剩余水對(duì)容器甲底部的壓強(qiáng)為 p水,剩余酒精對(duì)容器乙底部的壓強(qiáng)為 p酒精.當(dāng)質(zhì)量m的 范圍為 時(shí),才能滿足p水p酒精.p酒精=0.8 x 103kg/m3 2.把一小球放入盛滿酒精密度為0.8X10g/m3深度為20cm的溢水杯中,它沉入容器底部, 從杯中溢出8g酒精,杯底受到酒

4、精的壓強(qiáng)為 P?假設(shè)將該小球放入盛滿水的溢水杯中,它 漂浮在水面上,從杯中溢出水的質(zhì)量 8 g選填“大于、“小于或“等于".取g=10N/kg 3. 2022?北京水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四個(gè)完全相同的圓柱形容器,容器內(nèi)分別盛有等質(zhì)量的液體.其中甲、乙、丁容器中的液體密度相同.假設(shè)將小球A放在甲容器的液體中,小球A靜止時(shí)漂浮,此時(shí)甲容器對(duì)桌面的壓力為 Fi；假設(shè)將小球A用一段不計(jì)質(zhì)量的細(xì)線與乙容器 底部相連,并使其浸沒(méi)在該容器的液體中,小球 A靜止時(shí)乙容器對(duì)桌面的壓力為F2；假設(shè)將小球 A放在內(nèi)容器的液體中,小球 A靜止時(shí)懸浮,此時(shí)內(nèi)容器對(duì)桌面的壓力為 F3；假設(shè)將小球A放在 丁

5、容器的液體中,用一根不計(jì)質(zhì)量的細(xì)桿壓住小球 A,使其浸沒(méi),且不與容器底接觸,小球 A 靜止時(shí)丁容器對(duì)桌面的壓力為 F4,那么以下判斷正確的選項(xiàng)是()A. F2V Fi=F3V F4B . Fi=F2=F3<F4C. Fi=F3<F2V F4D . Fi=F2=F3=F4 4.20ii年8月我國(guó)自主研制的深海探測(cè)器-“蛟龍?zhí)?如圖i所示)在太平洋海域成功完成5000m 深海探測(cè).20i2年6月它將再赴馬里亞納海溝挑戰(zhàn)7000m深海探測(cè)(不考慮海水密度變化,密度 p 取i.0 xi03kg/m3, g取i0N/kg).(i)假設(shè)“蛟龍?zhí)柲艹惺艿淖畲髩簭?qiáng)是7.2X107Pa,那么它能下潛

6、的最大深度是多少？(不考慮大氣壓)(2) “蛟龍?zhí)柹弦幻娣e為50cm的觀測(cè)窗口：在上述兩種深度的探測(cè)中承受的壓力增加了多少 ？(3) “蛟龍?zhí)柾瓿扇蝿?wù)后.漂浮在海面上,由起重裝置將其勻速豎直吊離水面,起重裝置起吊拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象如圖2所示,圖中R = 2Pi.起吊過(guò)程中“蛟龍?zhí)柨傎|(zhì)量為22 噸,求ti時(shí)刻“蛟龍?zhí)柕呐潘w積(不考慮水的阻力).t 產(chǎn)5 .如圖13是利用電子稱顯示水庫(kù)水位裝置的示意圖.該裝置主要由不計(jì)重力的滑輪 G D,長(zhǎng)方 體物體A、B以及輕質(zhì)杠桿MN&成：物塊A通過(guò)細(xì)繩與滑輪C相連,物塊B通過(guò)細(xì)繩與杠桿相 連.杠桿可以繞支點(diǎn) O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),杠桿始終在水

7、平位置平衡,且 MO:ON=1:2物 塊A的密度為1.5 X 103kg/m3,底面積為0.04m2,高1m物塊B的重力為100No滑輪與轉(zhuǎn)軸的摩 擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計(jì),g取10N/kg.求：(1)當(dāng)物塊A的頂部剛沒(méi)入水面時(shí),底部受到水的壓強(qiáng)大??；(2)當(dāng)物塊A的頂部剛沒(méi)入水面時(shí),物塊 A所受的拉力大小；(3)假設(shè)水位發(fā)生變化,當(dāng)電子稱的示數(shù)為 55N時(shí),求物塊A浸入水 中的深度.6 .據(jù)報(bào)道,我市某水庫(kù)庫(kù)底是一座舊城遺址,目前正在進(jìn)行試探性開(kāi)掘和打撈.某此試探性打 撈作業(yè)時(shí),用繩子將實(shí)心物體從水面下12m深處沿豎直方向勻速提升到離水面1.5m深處的過(guò)程 所用時(shí)間為42s,拉力F做功的

8、功率為90W當(dāng)物體被拉到有45的體積露出水面時(shí),讓其靜止, 此時(shí)繩子拉力F=520N不計(jì)繩子的重力和水的阻力.(g取10N/Kg)求：(1)物體從水面下12m深處勻速上升到離水面1.5m深處的過(guò)程中,物體勻速運(yùn)動(dòng)的速度 v(2)物體在水面下方勻速上升過(guò)程中繩子的拉力F.(3)物體浸沒(méi)在水中時(shí)所受的浮力 F浮.(4)物體的密度.7 .一個(gè)底面積為100CR2、高為10cm的圓柱形容器,裝滿水后對(duì)桌面的壓強(qiáng)為 1200Pa現(xiàn)用一彈 簧測(cè)力計(jì)懸掛一金屬塊,輕輕浸入水中.當(dāng)金屬塊浸沒(méi)水中且靜止不動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為8 .8N.將金屬塊緩慢取出后,容器對(duì)桌面壓強(qiáng)為 1140Pa (取g=10N/kg)

9、.求：(1)金屬塊浸沒(méi)水中時(shí),水對(duì)容器底的壓強(qiáng).(2)金屬塊的密度.400cm的圓柱形容器8 .如下圖,將一個(gè)體積為1.0乂10-3而、重6N的木塊用細(xì)線系在底面積為 的底部.當(dāng)容器中倒入足夠的水使木塊被浸沒(méi)時(shí),求： (g=10N/kg)(1)木塊浸沒(méi)在水中受到的浮力.(2)剪斷細(xì)線后,木塊處于靜止時(shí),木塊露出水面的體積多大.(3)木塊露出水面處于靜止后,容器底部所受水的壓強(qiáng)減小了多少.9 .小寧為了研究浸在液體中的物體所受浮力的規(guī)律,設(shè)計(jì)了如下圖的實(shí)驗(yàn),他將彈簧測(cè)力計(jì) 一端固定,另一端掛一合金塊 A,開(kāi)始他將合金塊A浸沒(méi)在裝有水的容器中,容器側(cè)面的底部 有一由閥門B限制的出水口,實(shí)驗(yàn)時(shí),翻開(kāi)

10、閥門 B緩慢放水,放到彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不再變化 時(shí),立即關(guān)閉閥門B,在此過(guò)程中金屬塊始終不與容器底部接觸,讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的最小 值和最大值分別為22 N和32 N, g取10N/kg.求：(1)在原圖上作出關(guān)閉閥門B后水面的大致位置.(2) 合金塊A受到的重力.(3) 合金塊A受到的最大浮力.合金塊A的密度10 .為了響應(yīng)“健康重慶的號(hào)召,小林和爸爸周末到郊外去釣魚(yú),他在親近大自然的同時(shí)還觀 察到爸爸在釣魚(yú)前要“試漂來(lái)確定鉛墜(鉛墜由合金制成)的大小,盡量使“浮標(biāo)更靈敏(如 圖17甲所示),圖17乙是浮標(biāo)和鉛墜的位置示意圖.假設(shè)球形浮標(biāo)的體積為15cn3,鉛墜的密度為 11g/cm3.(取

11、水的密度 p 水=1.0 x103kg/m3,g=10N/kg)(1)假設(shè)鉛墜在水面下1.2m處,它受到水的壓強(qiáng)是多大？有經(jīng)驗(yàn)的釣魚(yú)者會(huì)使浮標(biāo)體積的2/3浸入水中,此時(shí)浮標(biāo)受到的浮力 是多大？(3)小林看見(jiàn)爸爸有一種體積為0.5cm3的鉛墜,如果使用這種鉛墜,浮標(biāo) 靜止時(shí)浸入水中的體積有多大 ？(鉛墜未接觸池底,不計(jì)浮標(biāo)的質(zhì)量,不計(jì)釣線、 魚(yú)鉤和魚(yú)餌的體積及質(zhì)量 )浮標(biāo)11 .我國(guó)某顆返回式衛(wèi)星約是一邊長(zhǎng)為2m的封閉式正方體,其總質(zhì)量為1.0X104kg.回收時(shí),落 回預(yù)定水域的10m深處,假?zèng)]用如下圖的打撈船上的裝置勻速吊起,從衛(wèi)星的上外表露出水 面到下外表剛好離開(kāi)水面的過(guò)程中,衛(wèi)星受到的浮

12、力是變化的,我們可以用一個(gè)包力來(lái)代替, 這個(gè)包力的大小等于衛(wèi)星受到的最大浮力的,不計(jì)純重和純?cè)谒惺艿降母×?以及純與滑輪 間的摩擦.(g 取10N/kg, p 水=1 x 10 3kg/m3)求：(1)定滑輪的作用是什么？(2)起吊之前,衛(wèi)星下外表受到水的壓力是多大？(3)將衛(wèi)星勻速吊起后在上外表未露出水面之前,作用在鋼繩上 水平拉力是多大？A點(diǎn)的A點(diǎn)的(4)將衛(wèi)星從水底打撈至下外表剛好離開(kāi)水面的過(guò)程中,作用在 水平拉力做了多少功？12.如下圖,在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧上方連有長(zhǎng)方體木塊 A,容器側(cè)面的底部有一 個(gè)由閥門B限制的出水口,當(dāng)容器中水深為20cm時(shí),木塊A有一半的體積浸在水

13、中,此時(shí)彈簧 恰好處于自然狀態(tài),沒(méi)有發(fā)生形變.(不計(jì)彈簧受到的浮力,g取10N/kg .)(1)求此時(shí)容器底部受到的水的壓強(qiáng)；(2)求木塊A的密度；(3)向容器內(nèi)緩慢加水,直至木塊 A剛好完全浸沒(méi)水中,立即停止加水,此時(shí)彈簧對(duì)木塊A的作用力為Fi,在原圖上畫(huà)出此時(shí)水面的大致位置；(4)翻開(kāi)閥門B緩慢放水,直至木塊A剛好完全離開(kāi)水面時(shí),立即關(guān)閉閥門B, 此時(shí)彈簧對(duì)木塊A的作用力為F2,求Fi、F2之比.13.在新農(nóng)村建設(shè)中很多樓房頂上裝有如圖20所示的太陽(yáng)能熱水器,圖21是內(nèi)部水箱的結(jié)構(gòu)示意 圖.Si是自動(dòng)溫控開(kāi)關(guān),當(dāng)水溫低于20c時(shí)閉合,輔助加熱電阻 R開(kāi)始加熱；當(dāng)水溫高60c時(shí) 斷開(kāi),輔助加熱電阻R停止加熱.A、B是水箱中兩個(gè)相同的實(shí)心圓柱體,密度為 1.8X103kg/ m3,懸掛在水箱頂部的壓力傳感開(kāi)關(guān)&上.當(dāng)&受到豎直向下的拉力到達(dá)16 N寸