中考物理有關(guān)壓強(qiáng)和浮力的經(jīng)典計(jì)算題

題型復(fù)習(xí)(四)綜合計(jì)算題第1講力學(xué)計(jì)算力學(xué)計(jì)算題是通過(guò)物理定律、公式的運(yùn)用與計(jì)算，對(duì)題目給的物理量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，得到所需的答案.力學(xué)計(jì)算題主要包括壓強(qiáng)與浮力的綜合計(jì)算；含有簡(jiǎn)單機(jī)械的綜合計(jì)算；有關(guān)機(jī)械效率的綜合計(jì)算題.從命題形式上看，綜合題它往往借助生產(chǎn)生活中的實(shí)物或事件為載體，從不同的角度挖掘其中所隱含的物理過(guò)程，最后求解出某些相關(guān)的問(wèn)題.題型之一有關(guān)壓強(qiáng)和浮力的綜合題這類計(jì)算題往往將密度、固體壓強(qiáng)、氣體壓強(qiáng)及浮力的計(jì)算綜合交織在一起考查，解答這類題時(shí)首先要選出正確的計(jì)算公式；二是要正確理解公式中物理量的意義；最后整體分析與單獨(dú)分析相結(jié)合.（2014·重慶B）如圖甲所示，水平旋轉(zhuǎn)的平底柱形容器A的底面積為200cm2，不吸水的正方體木塊B重為5N，邊長(zhǎng)為10cm，靜止在容器底部，質(zhì)量體積忽略的細(xì)線一端固定在容器底部，另一端固定在木塊底面中央，且細(xì)線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝5cm，已知水的密度為1.0×103kg/m3.求：（1）甲圖中，木塊對(duì)容器底部的壓強(qiáng)多大？（2）問(wèn)容器A中緩慢加水，當(dāng)細(xì)線受到拉力為1N時(shí)，停止加水，如圖乙所示，此時(shí)木塊B受到的浮力是多大？（3）將圖乙中與B相連的細(xì)線剪斷，當(dāng)木塊靜止時(shí)，容器底部受到水的壓強(qiáng)是多大？點(diǎn)撥：根據(jù)木塊B的所受的重力和邊長(zhǎng)，結(jié)合固體壓強(qiáng)的公式計(jì)算出木塊對(duì)容器底部的壓強(qiáng)；對(duì)木塊進(jìn)行受力分析，列出平衡等式，求出木塊在水中受到的浮力；繩子剪斷后，木塊在水中處于漂浮狀態(tài)，求出此時(shí)木塊排開(kāi)水的體積，然后再求出排開(kāi)水的高度，進(jìn)而求出容器底部所受水的壓強(qiáng).（2013·聊城）如圖甲所示，彈簧測(cè)力計(jì)下面掛一實(shí)心圓柱體，將圓柱體從盛有水的容器上方離水面某一高度處緩緩下降（其底面始終與水面平行），使其逐漸浸沒(méi)入水中某一深度處.如圖乙是整個(gè)過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關(guān)系的數(shù)據(jù)圖像.已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg.求：（1）假設(shè)“金槍魚(yú)”上有面積為20cm2的探測(cè)窗口，當(dāng)它由海水中2000m處下潛至最大潛水深度處，問(wèn)該探測(cè)窗口承受海水的壓力增加了多少？（2）“金槍魚(yú)”搜尋任務(wù)完成后，變?yōu)樽灾貢r(shí)恰能靜止漂浮在海面上，此時(shí)露出海面體積為多大？（3）若上述漂浮在海面的“金槍魚(yú)”，由起重裝置將其勻速豎直吊離海面.起重裝置拉力的功率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，圖中P3=3P1.求t1時(shí)刻起重裝置對(duì)“金槍魚(yú)”的拉力（不考慮水的阻力）.

題型復(fù)習(xí)(四)綜合計(jì)算題第1講力學(xué)計(jì)算題型之一有關(guān)壓強(qiáng)和浮力的綜合題例1（1）F=G=5N，S=0.1m×0.1m=0.01m2＝=500Pa；（2）木塊B現(xiàn)在在水中受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力、拉力，在這三個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，故F浮=G+F拉=5N+1N=6N；（3）據(jù)（2）可知F浮=6N；故此時(shí)木塊浸入水中的體積是：F浮=ρgV排，V排=F浮/（ρg）=6N/(1000kg/m3×10N/kg)=0.0006m3；故此時(shí)木塊浸入水中的深度是：h=V/S=0.0006m3/0.01m2=0.06m=6cm；故此時(shí)液面的總高度是：h=6cm+5cm=11cm；故此時(shí)杯中水的體積是：V=0.02m2×0.11m-0.0006m3=0.0016m3將圖乙中與B相連的細(xì)線剪斷，當(dāng)木塊靜止時(shí)，木塊恰好處于漂浮狀態(tài)，即此時(shí)F浮=G物=5N；V排=F浮/（ρg）=5N/(1000kg/m3×10N/kg)=0.0005m3；故此時(shí)水和木塊浸入水中的總體積是：V=0.0016m3+0.0005m3=0.0021m3；所以此時(shí)的液體的深度是：h=0.0021m3/0.02m2=0.105m；故此時(shí)容器底部所受的壓強(qiáng)是：p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.105m=1050Pa.針對(duì)訓(xùn)練1.（1）由圖像可知，當(dāng)h=0時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N，此時(shí)圓柱體處于空氣中，根據(jù)二力平衡條件可知，G=F拉=12N；（2）圖像中CD段是圓柱體完全浸入水中的情況，此時(shí)圓柱體受到的拉力F=4N，則圓柱體受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N.（3）圓柱體完全浸入水中時(shí)根據(jù)F浮=ρ水gV排得：V物=V排===8×10-4m3，由公式G=mg可求出物體的質(zhì)量m===1.2kg，則圓柱體密度ρ物===1.5×103kg/m3.（4）由圖像可知，不考慮水面上升，圓柱體在剛浸沒(méi)時(shí)，物體又下降4cm，則下表面所處的深度為h=4cm=0.04m，因此剛浸沒(méi)時(shí)下表面受到的液體壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa.2.（1）因?yàn)闈撍砰_(kāi)海水的體積等于潛水艇的體積V=5×103m3，所以潛水艇受到的浮力：F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×103m3=5×107N（2）海水對(duì)潛水艇外殼的壓強(qiáng)：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa由得，F(xiàn)=pS=2×106Pa×1.2m2=2.4×106N3.（1）因?yàn)榻痿~(yú)懸浮，所以它受到的浮力等于總重力：F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N；（2）水對(duì)魚(yú)缸底部的壓強(qiáng):p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa，水對(duì)魚(yú)缸底部的壓力:F=pS=5×103Pa×0.8m2=4×103N.4.（1）水對(duì)容器底的壓強(qiáng)：p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2000Pa；（2）根據(jù)阿基米德原理得：F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0005m3=5N；（3）此時(shí)木塊受到三個(gè)力的作用，向上的是浮力，向下的重力和拉力，即F浮=G+F拉；故G=F浮-F拉=5N-2N=3N；故其質(zhì)量是m===0.3kg；由密度的計(jì)算公式ρ===600kg/m3；（4)剪刀剪斷后,F′浮=G木=3N此時(shí),V′排=F′浮/（ρ水g）=3/（1.0×103kg/m2×10N/kg）=3×10-4m3切去后,G′木=ρ木V木g=ρ木V′排g=0.6×103kg/m3×3×10-4m3×10N/kg=1.8N應(yīng)加的力的大小為:F′=F′浮-G′木=3N-1.8N=1.2N5.（1）因?yàn)閂排=V=6dm3=6×10-3m3，所以F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N；（2）h=8dm=0.8m，則水對(duì)容器底的壓強(qiáng)：p=ρ水gh=1000kg/m3×10N/kg×0.8m=8×103Pa.故F=pS=8×103Pa×10×10-2m2=800N.6.（1）由v=st得小汽車通過(guò)隧道的時(shí)間：t===0.04h；（2）油的密度：ρ===0.71×103kg/m3；（3）油對(duì)油箱底所產(chǎn)生的壓強(qiáng)：p=ρgh=0.71×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1391.6Pa.7.（1）海面下2000m處的壓強(qiáng)：p1=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m=2×107Pa；下潛至最大潛水深度處壓強(qiáng)：p2=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa；增加的壓強(qiáng)：Δp=p2-p1=4.5×107Pa-2×107Pa=2.5×107Pa；由F=pS得探測(cè)窗口承受海水的壓力增加：ΔF=ΔpS=2.5×107Pa×20×10-4m2=5×104N.（2）由于“金槍魚(yú)”搜尋任務(wù)完成后，靜止漂浮在海面上，所以有F浮=G.又由F浮=ρV排g，G=mg，得ρV排g=mg，V排===0.75m3露出海面體積：V露=V-V排=1m3-0.75m3=0.25m3.（3）由于起重裝置吊起“金