13壓強浮力綜合類計算（原卷版）

綜合近幾年中考對于壓強與浮力的考察形式，2023年中考對于壓強與浮力的考察仍然是重點、熱點和難點。壓強與浮力的所涉及的物理公式靈活性，可以串聯(lián)很多初中其他模塊物理知識，比如和簡單機械結(jié)合，還有和電學計算結(jié)合考查，所以不論是選擇題還是大題，壓強與浮力問題一直都是中考命題的重要知識點，因此在近幾年的中考命題中壓強與浮力問題經(jīng)常都是以壓軸題的形式存在，還有動態(tài)分析問題，以及對于圖像問題的考察，都比前幾年要頻繁，所以要求考生了解題型的知識點及要領(lǐng)，對于常考的模型要求有充分的認知。一、壓強（1）p=FS（2）用公式計算時，各物理量的單位必須統(tǒng)一，其單位分別是p—Pa，F(xiàn)—N，S—m2。（3）公式中F是壓力，而不是重力，但物體靜止在水平面上時（只受重力和支持力），對水平面的壓力的大小等于物體的重力的大小。（4）公式中的S是受力面積，它是施力物體擠壓受力物體時，兩者相互接觸的面積。如圖所示，將一底面積為S的物體A分別放置在面積為S1和S2的兩個桌面上，兩種情況下，物體對桌面的壓力相等，但圖甲中受力面積是S，圖乙中受力面積是S2。（5）在求解密度均勻、形狀規(guī)則的實心柱體重直作用于水平面上的壓強時,利用公式力p=ρgh非?？旖荨蚀_、方便。二、對液體壓強公式的理解（1）由可知，液體壓強只與液體密度和液體深度有關(guān)，與液體質(zhì)量、體積等無關(guān)。（2）h指的是液體的深度，是被研究的點到自由液面的豎直距離。如下圖所示，A、B、C的深度分別是h1、h2和h3，D、E、F三點的深度相同，都是h。（3）該公式適用于靜止的液體和密度均勻的氣體，不適用于流動的液體、氣體。（4）容器底所受壓力、壓強及對支持面的壓力、壓強的比較容器容器底受到的壓強p=ρ液gh容器底受到的壓力F=pS=ρ液gh=G柱F＞G液F=G液F＜G液對支持面的壓力F1=G液+G容對支持面的壓強p1=F1/S總結(jié)當運用液體壓力壓強先算壓強再算壓力的方法變量太多無法計算時，可以通過先觀察杯子的形狀先比較壓力的大小，再比較壓強的大小。三、大氣壓的特點（1）空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強，且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都相等；（2）大氣壓隨高度增加而減?。磺掖髿鈮旱闹蹬c地點、天氣、季節(jié)的變化有關(guān)。一般來說，晴天大氣壓比陰天高，冬天比夏天高；（3）沸點與壓強：一切液體的沸點，都是隨氣壓減小而降低（如在海拔高的山上煮飯，煮不熟）；隨氣壓增大而升高（如用高壓鍋煮飯快）；（4）體積與壓強：質(zhì)量一定的氣體，溫度不變時，氣體的體積越小壓強越大；氣體體積越大壓強越小。知識點4：流體壓強1、流體壓強與流速的關(guān)系：（1）流體：流動的物體，指的是液體和氣體；（2）液體壓強與流速的關(guān)系：在氣體和液體中，流速越大的位置壓強越小。2、飛機升力的產(chǎn)生原因：（1）飛機的升力的產(chǎn)生：飛機的機翼通常都做成上面凸起、下面平直的形狀；（2）當飛機在機場跑道上滑行時，流過機翼上方的空氣速度快、壓強小，流過機翼下方的空氣速度慢、壓強大；（3）機翼上下方所受的壓力差形成向上的升力。1、如圖甲所示，水平放置的方形容器里有一個重為8N、棱長為10cm的正方體物塊M，M與容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器內(nèi)注水，容器中水的深度h隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示（g＝10N/kg），則（1）當t＝140s時，物塊M在水中處于（選填“沉底”“懸浮”或“漂浮”）狀態(tài)；（2）當t＝140s時，水對容器底部的壓力大小是；（3）圖乙中a的值是；（4）40～140s時段，浮力對物體做功是。2、如圖甲是壓力傳感器的示意圖。輕質(zhì)杠桿的支點為O，不吸水的實心圓柱體A通過輕質(zhì)細線懸于杠桿左端C點，實心圓柱體A上表面與容器中的水面剛好相平，下表面與置于水平桌面上的薄壁圓柱形容器底部剛好接觸但無擠壓。物體B通過輕質(zhì)細線懸于杠桿右端D點，置于壓力傳感器上，壓力傳感器可以顯示B對其支撐面壓力F的大小，連接杠桿和物體A、B間的細線承受的拉力有一定限度。現(xiàn)以500cm3/min的速度將圓柱形容器中的水緩緩抽出，10min恰能將水全部抽盡，壓力傳感器示數(shù)F隨時間t變化的圖像如圖乙所示，杠桿始終靜止在水平位置，不計杠桿、細線的重力，不計細線的形變。已知實心圓柱體A的重力是80N，A的高度?A=50cm（1）t=0min時刻A所受到的浮力；（2）t=6min時刻圓柱形容器底受到水的壓強；（3）F03、梨洲中學初2020屆同學設(shè)計了一款如圖甲所示的力學裝置，杠桿OAB始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點，OB=3OA，豎直細桿a的上端通過力傳感器連在天花板上，下端連在杠桿的A點，豎直細桿b的兩端分別與杠桿和物體M固定，水箱的質(zhì)量為0.8kg，不計杠桿、細桿及連接處的重力。當圖甲所示的水箱中裝滿水時，水的質(zhì)量為3kg。力傳感器可以顯示出細桿a的上端受到作用力的大小，圖乙是力傳感器的示數(shù)大小隨水箱中水的質(zhì)量變化的圖像：(1)圖甲所示的水箱裝滿水時，水受到的重力為多少N；(2)物體M的密度為kg/m3；(3)當向水箱中加入質(zhì)量為1kg的水時，力傳感器的示數(shù)大小為F；繼續(xù)向水箱中加水，則當力傳感器的示數(shù)大小變?yōu)?F時，水箱對桌面的壓力為多少N？4、如圖，一底面積為400cm2，質(zhì)量為1kg的，厚度不計，足夠深的圓柱形容器放在水平面上，容器內(nèi)部有一個可開閉的閥門，容器內(nèi)原裝有30cm深的水。再將重25N，邊長為10cm的正方體M（不吸水）用上端固定的細線懸掛著浸在水中，物體靜止時，有4/5的體積浸沒在水中；細繩能夠承受的最大拉力為20N，打開閥門，當細繩斷的瞬間，立刻關(guān)閉閥門。求：（1）沒有放入物體時，水對容器底的壓強；（2）物體浸入水中45（3）從開始放水到細線斷，水面下降的高度。5、如圖甲所示，為了打撈鐵牛，有個名叫懷丙的和尚讓人們用兩艘大船裝滿泥沙，用鐵索將鐵牛拴到大船上，然后卸掉船里的泥沙，隨著船逐漸上浮，鐵牛在河底淤泥中被拉了出來。其模型如圖乙所示，已知物體A是邊長為0.1m的正方體，物體B的底面積為0.04m2，高為0.5m，質(zhì)量為10kg，現(xiàn)將AB用細線連接，細線拉直但無拉力，此時水深0.5m，容器的底面積為0.12m2，然后沿水平方向切物體B，切去的高度Δh與細線的拉力F拉的關(guān)系如圖丙所示。（已知細線不伸長）（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：（1）物體A受到的浮力；（2）細線拉直但無拉力時，水對物體A上表面的壓力；（3）當水面下降5cm時，B剩余的重力是多少。6、如圖所示，小明同學利用一把標準的刻度尺、底面積為300cm2的大圓柱形容器、底面積為100cm2的平底燒杯、細線和水等器材測量出某金屬塊的質(zhì)量及其密度。他的實驗操作如下：①在圓柱形容器中裝有適量的水，將另一平底燒杯放入圓柱形容器的水中，燒杯靜止時容器中水的深度H1為12cm，如圖甲所示。此時，燒杯處于漂浮狀態(tài)。②將待測金屬塊用細線吊在燒杯底部（金屬塊與燒杯底部不接觸且不計細線的質(zhì)量與體積），當燒杯和金屬塊保持靜止時，測此時燒杯露出水面的高度h1為5cm，容器中水的深度H2為18cm，如圖乙所示。（g取10N/kg；ρ水=1.0×103kg/m3）③將金屬塊輕放在燒杯中，燒杯再次保持靜止時，其露出水面的高度h2為2cm，如圖丙所示。求：（1）金屬塊的質(zhì)量；（2）金屬塊的密度大小。7、小明在實驗室模擬研究浮箱種植的情境。他將重力為10N、底面積為200cm2的薄壁柱形容器置于水平桌面上，A是邊長為10cm密度均勻的正方體浮箱模型，通過一根長為5cm的細線連接著底面積為25cm2的柱形物體B，先將A、B兩物體疊放在容器中央，物體B未與容器底緊密接觸，然后緩慢向容器中注水，注水過程中正方體A一直保持豎直狀態(tài)。當水的深度為12cm時，繩子處于自由狀態(tài)，如圖甲所示，此時物體B對容器底的壓力為1.7N；繼續(xù)向容器中注水，整個注水過程中正方體A所受浮力F與水的深度h的關(guān)系圖像如圖乙所示，水未溢出。（細線不可伸長，且質(zhì)量、體積不計）求：（1）圖甲所示水對容器底的壓強；（2）物體B的密度；（3）當注水深度為16cm時，容器對水平桌面的壓力。8、某薄壁容器的底面積為100cm2，質(zhì)量為2kg，容器高27cm，容器底部連接一細桿，細桿長為10cm，細桿上連接著一個有一定體積杯子，杯子的外底面積為60cm2，高度為10cm，向容器里面倒入一定量的水，杯子對細桿的作用力如圖所示，當加入2.4kg水時，容器加滿了；求（1）當容器加滿水時，加入水的重力；（2）加入1kg水時，水對容器底的壓強：（3）當容器對桌面壓強為5000Pa時，求加入水的質(zhì)量；（4）杯子的密度（保留兩位小數(shù)）。9、圖甲為某自動注水裝置的部分結(jié)構(gòu)模型簡圖，底面積為200cm2的柱形水箱內(nèi)裝有質(zhì)量為5kg的水，豎直硬細桿上端通過力傳感器固定，下端與不吸水的實心長方體A連接。打開水龍頭，水箱中的水緩慢排出，細桿對力傳感器作用力F的大小隨排出水的質(zhì)量m變化的關(guān)系如圖乙所示，當排出水的質(zhì)量達到3.5kg時，傳感器示數(shù)為零；當排出水的質(zhì)量達到4kg時，A剛好全部露出水面，由傳感器控制開關(guān)開始注水，不計細桿重力，水的密度為1×103kg/m3。求：（1）開始注水時，水箱內(nèi)的水受到的重力；（2）A的密度；（3）水從A上表面下降至傳感器示數(shù)為零的過程，水箱底部受到水的壓強變化量。10、如圖甲所示，有一正方體物塊A，其密度小于水的密度，把它掛在一輕質(zhì)彈簧下，物塊靜止時，彈簧長度的變化量ΔL=3cm；物塊A的正下方水平桌面上有一個圓柱形容器，其底面積S=200cm2，如圖乙，現(xiàn)在往容器中緩慢注入水，使水面剛好淹沒物塊A，彈簧長度隨之發(fā)生變化，變化量ΔL1=2cm，這時容器中的水面距容器底高度是40cm；保持其它條件都