2024浙江中考物理二輪重點(diǎn)專題研究 微專題 浮力相關(guān)計(jì)算（課件）

這是一份2024浙江中考物理二輪重點(diǎn)專題研究 微專題 浮力相關(guān)計(jì)算（課件），共26頁。PPT課件主要包含了1液體的密度，1k的值，2正方體的密度等內(nèi)容，歡迎下載使用。
漂浮、懸浮類相關(guān)計(jì)算　
1. (2020黃石)如圖，甲、乙兩個(gè)實(shí)心圓柱體，甲的密度小于乙的密度，甲的重力為4 N，乙的重力為6 N。甲的高度為20 cm，乙的高度為10 cm，甲、乙的橫截面積均為40 cm2.現(xiàn)將甲、乙兩物體用重力可忽略的細(xì)線串接起來放入容器的水中，此時(shí)容器中的水深h0＝50 cm，甲有一部分浮出水面，(水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) 求：
(1)水對容器底面產(chǎn)生的壓強(qiáng)
解：由題可知，容器中的水深h0＝50 cm＝0.5 m，水對容器底面產(chǎn)生的壓強(qiáng)p＝ρ水gh0＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m＝5×103 Pa
(2)細(xì)線對乙物體的拉力大??；
解：乙物體的體積V乙＝Sh乙＝40 cm2×10 cm＝400 cm3＝4×10－4 m3乙物體完全浸入液體中時(shí)，乙物體受到的浮力F浮乙＝ρ水gV排乙＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10－4 m3＝4 N以乙物體為研究對象，在液體中靜止時(shí)受向下重力，向上的浮力和繩子拉力作用，則細(xì)線對乙物體的拉力F拉＝G乙－F浮乙＝6 N－4 N＝2 N
(3)甲浮出水面部分的高度。
解：以甲物體為研究對象，甲物體受到向下的重力，繩子對甲向下的拉力作用及向上的浮力作用，則甲所受浮力F浮甲＝G甲＋F拉＝4 N＋2 N＝6 N則甲排開液體體積則甲浸入液體的深度h浸甲浮出水面部分的高度h露＝h甲－h(huán)浸＝20 cm－15 cm＝5 cm
2. 一個(gè)質(zhì)量為200 g，底面積為100 cm2的燒杯放在水平桌面上，水深10 cm，如圖甲所示。一個(gè)正方體金屬塊在空氣中用彈簧測力計(jì)稱量時(shí)，示數(shù)如圖乙所示；當(dāng)把該金屬全部浸入水中時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖丙所示。燒杯玻璃的厚度不計(jì)，若水的密度為1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，求：
(1)金屬塊受到的浮力；
解：金屬塊受到的浮力F?。紾金屬塊－F示＝8 N－6 N＝2 N
(2)水對容器底部的壓強(qiáng)增加量；
解：金屬塊浸沒時(shí)排開水的體積燒杯中水面升高水對容器底部的壓強(qiáng)增加量Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m＝200 Pa
(3)圖丙中燒杯對水平桌面的壓強(qiáng)。
解：燒杯的重力G杯＝m杯g＝0.2 kg×10 N/kg＝2 N燒杯中水的重力G水＝m水g＝ρ水V水g＝1.0×103 kg/m3×1×10－2 m2×0.1 m×10 N/kg＝10 N金屬塊放入燒杯后，燒杯對桌面壓力的變化量ΔF＝ΔpS＝200 Pa×1×10－2 m2＝2 N燒杯對水平桌面的壓力F＝G杯＋G水＋ΔF＝2 N＋10 N＋2 N＝14 N圖丙中燒杯對水平桌面的壓強(qiáng)
3. (2022賀州)如圖甲所示，是一圓柱形容器，放在水平桌面上，內(nèi)裝有25 cm深的液體，該液體對容器底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)為2 000 Pa。求：
解：已知液體深度為h＝25 cm＝0.25 m，根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p＝ρgh可知，液體的密度
(2)若將邊長為10 cm的正方體木塊放入圓柱形容器中，如圖乙所示，木塊靜止時(shí)，有的體積露出液面，此時(shí)木塊受到的浮力大??；
解：木塊的體積V木＝(0.1 m)3＝0.001 m3木塊浸在液體中排開液體的體積V排＝(1－ )V木＝×0.001 m3＝0.000 75 m3＝0.75×10－3 m3，根據(jù)阿基米德原理，木塊受到的浮力F?。紾排＝ρ液gV排＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.75×10－3 m3＝6 N
(3)要使木塊完全浸沒至少需要施加多大向下的壓力。
解：假設(shè)物體全部浸沒到液體中，此時(shí)排開液體的體積為V排＝V木＝0.001 m3，根據(jù)阿基米德原理可知，此時(shí)木塊受到的浮力F浮′＝ρ液gV木＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝8 N所以需要施加的壓力F＝ F浮′－G木＝8 N－6 N＝2 N
注水、排水類相關(guān)計(jì)算(杭州2考)
4. (2023成都B卷)如圖甲所示，薄壁圓柱形容器放在水平臺(tái)上，容器的底面積S容＝100 cm2，質(zhì)量均勻的圓柱體物塊上表面中央用足夠長的細(xì)繩系住，懸掛于容器中。以恒定速度向容器中緩慢注水(每分鐘注入100 g)，直至注滿容器為止，細(xì)繩的拉力大小與注水時(shí)間的關(guān)系圖像如圖乙所示。ρ水＝1 g/cm3，常數(shù)g＝10 N/kg，物塊不吸水，忽略細(xì)繩體積、液體擾動(dòng)等其他次要因素。
(1)求注水前圓柱體物塊的下表面到容器底部的距離L1；
解：分析圖像可知，第4 min時(shí)，水面剛好接觸物塊下表面。注入水的質(zhì)量為400 g，水的深度即為L1。注入水的體積V1400 cm3物塊下表面到容器底部的距離L1 4 cm
(2)當(dāng)細(xì)繩的拉力為0.9 N時(shí)，求水對物塊下表面的壓強(qiáng)；
解：物塊的重力等于開始時(shí)的拉力，即G物＝2.4 N，則m物 0.24 kg第7 min時(shí)水面剛好與物塊的上表面相平，根據(jù)稱重法可知，物塊受到的浮力F?。紾物－F＝2.4 N－0.4 N＝2 N物塊的體積V物 200 cm3從第4 min到第7 min注入水的質(zhì)量為300 g，注入水體積V2 =300 cm3
細(xì)繩拉力不為零，說明細(xì)繩一直處于拉直狀態(tài)，細(xì)繩的拉力不再發(fā)生變化，說明物塊完全浸入水中，且第7 min時(shí)物塊上表面與水面相平，由此可得，V物＋V2＝S容h物，代入數(shù)據(jù)解得h物＝5 cm物塊的底面積S物 40 cm2＝4×10－3 m2當(dāng)細(xì)繩拉力為0.9 N時(shí)，F(xiàn)浮′＝G物－F′＝2.4 N－0.9 N＝1.5 N，即為水對物塊下表面的壓力F壓故水對物塊下表面的壓強(qiáng)p下 375 Pa
(3)若改為以恒定速度向容器中緩慢注入另一種液體(每分鐘注入100 cm3，ρ液＝1.5 g/cm3)，直至9.4 min時(shí)停止。求容器底部所受液體壓強(qiáng)p與注液時(shí)間tx分鐘(0≤tx≤9.4)的函數(shù)關(guān)系式。
解：分析圖像可知，第7 min至第9 min注入水的質(zhì)量為200 g，注入水的體積V3＝200 cm3物塊的上表面距容器口距離L32 cm容器的高度h容＝L1＋h物＋L3＝4 cm＋5 cm＋2 cm＝11 cm由于每分鐘注水和注液的體積是相同的，所以第4 min時(shí)液體剛好接觸物塊下表面
當(dāng)0≤tx≤4 min時(shí)， ，第4 min時(shí)，p＝600 Paρ物1.2×103 kg/m3＝1.2 g/cm3，由于ρ液>ρ物，所以繼續(xù)注液到某一時(shí)刻，物塊剛好漂浮，此時(shí) 160 cm3，物塊下表面浸入深度h浸 4 cm，從第4 min到這一時(shí)刻注入的液體的體積V4＝(S容－S物)h浸＝(100 cm2－40 cm2)×4 cm＝240 cm3，則注入液體的時(shí)間為2.4 min，當(dāng)4 min