2020中考物理专题复习课件-《压强、浮力的综合计算》课件

类型二 计算浮力的基本思路 1．仔细审题，注意抓住隐含条件的关键词，如浸入、浸没、装满、未 装满、溢出、未溢出、漂浮、悬浮、上浮、下沉等。 2．确定研究物体，并对物体进行受力分析(重力、浮力、拉力或压力 等)。 3．在受力分析的基础上，列出关系式，漂浮或悬浮时F浮＝G物；用线 吊在液体中时：F浮＝G－G示；被强制压(按)入液体中时，F浮＝G＋F(F 为压力或拉力)，若有几个物体连接在一起，可以将它们视为一个整体 进行研究。
1．(2017，长沙)“背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置。某科 技小组的同学为测量背漂浸没在水中时的浮力，进行了如下实验：在底 部装有定滑轮的圆台形容器中加入适量的水后，再静放在水平台秤上(如 图甲)，台秤的示数m1为6 kg，然后把质地均匀的长方体背漂浸入水中， 用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将背漂拉入水中，拉力F的方向始终 竖直向上，当背漂的一半体积浸入水中时(如图乙)，台秤的示数m2为5 kg，当背漂的全部体积浸没在水中时，台秤的示数m3与m2相比变化了2 kg，则(不考虑滑轮的摩擦，在整个过程中水始终没有溢出，背漂不吸水、 不变形，且未与容器接触，取g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3) 。
解：(1)装满水的船厢的重力：G＝mg＝1.55×107 kg×10 N/kg＝1.55×108 N，重力对船厢和水做的功：W＝Gh＝1.55×108 N×100 m＝1.55×1010 J。 (2)因为轮船驶入装满水的船厢后处于漂浮状态，所以，由漂浮条件和阿基 米德原理可得：G船＝F浮＝G溢，则装满水的船厢和船的总重力：G总＝G ＝1.55×108 N；设每根钢绳的拉力为F，对船进行受力分析如图甲所示， 由力的平衡条件可得：2F＝G总……①，不计钢绳和滑轮的重力及摩擦， 对一只浮筒进行受力分析如图乙所示，由力的平衡条件可得：2F＋F筒筒浮 ＝G筒……②，
②若“填充柱体”漂浮，因为 ρ 浮子＝ρ 水＝ρ0；所以填充柱体的质量 m′＝
2ρ0Sh－m；ρ0g(Sh－ΔhS0)＝m′g＝2ρ0Sh－m，同理可得：Δh′＝mρ－0ρS00Sh，
由 p＝ρgh 可得，Δp′＝ρ0gΔh＝（m－Sρ00Sh）g。
(1)容器、水和滑轮的总重力为_6_0__N。
(2)台秤的示数m3为_3___kg。
(3)为确保儿童游泳时的安全，穿上这种背漂的儿童至少把头部露出
水面，若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一，儿童的密度取
1.08×103
kg/m3，则穿着此背漂游泳的儿童体重不21能超过
____kg(结果保留整数)。
V1＝V
排＝ρF水浮g＝1.0×103
1.25 N kg/m3×10
N/kg＝1.25×10－4
m3。
(3)A2在水中处于漂浮状态时，其密度最小；将A2缓慢浸入在水中，当水
面上升至0.2 m时，水对容器底部的压强是最大的；水面上方的体积即排
开的水的体积为：V2排＝Sh′＝8×10－3m2×(0.20 m－0.17 m)＝2.4×10
(1)该“浮子”的平均密度是多少？ (2)实验中，组成“浮子”的“空心管”和“填充柱体”在水中完全脱离， 致使容器中水面高度发生了变化，待水面恢复稳定后，水对容器底部 的压强变化了多少？
解：(1)因为浮子悬浮在水中，所以ρ浮子＝ρ 水＝ρ0。 (2)①若空心管漂浮，水面高度的变化为Δh，F 浮＝G，ρ0g(Sh－ΔhS0)＝ mg，Δh＝ρ0Sρh0S－0 m，由 p＝ρgh 可得，Δp＝ρ0gΔh＝（ρ0ShS－0 m）g
解：(1)水对容器底部的压强：p＝ρ 水 gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.17 m＝1.7×103 Pa；容器底部受到的压力为：F＝pS＝1.7×103 Pa×8×10 －3m2＝13.6 N。
(2)A1 的重力为：G1＝m1g＝0.185 kg×10 N/kg＝1.85 N；根据力的平衡 条件可得 G＝F＋F 浮，则 A1 受到的浮力为：F 浮＝G－F＝1.85 N－0.6N ＝1.25 N；由阿基米德原理可知，A1 排开的水的体积即 A1 的体积为：
小专题三 压强、浮力的综合计算
考点一 浮力、阿基米德原理
压强、浮力的综合计算是力学计wk.baidu.com中重要的组成部分，是初中物理中的 难点之一，也是中考高频考点之一。
类型一 计算浮力的方法 1．称量法：F浮＝G－F。(用弹簧测力计测浮力) 2．压力差法：F浮＝F向上－F向下。(用浮力产生的原因求浮力) 3．阿基米德原理法：F浮＝G排或F浮＝ρ液 V排g。(知道物体排开 液体的质量或体积时常用) 4．平衡法：F浮＝G物。(适用于漂浮或悬浮状态的物体)
由①②可得，每个浮筒受到的浮力：F 筒浮＝G 筒－G 总＝m 筒 g－G 总＝
1.8×107 kg×10 N/kg－1.55×108 N＝2.5×107 N，由 F 浮＝ρ 水 gV 排，可
得，每个
浮筒排开水的
体
积：
V
＝
F筒浮
ρ水g
＝
2.5×107 N 1.0×103 kg/m3×10
N/kg
＝
2.5×103 m3。
5．(2017，天津)某同学制作了一个“浮子”。他用质量为2m、高为h、横截 面积为2S的质地均匀实心圆柱体，将其中间挖掉横截面积为S、高为h的圆 柱体，做成“空心管”；然后用另一个不同材质、质地均匀的实心圆柱体将 管的空心部分恰好填满，做成“浮子”，如图1所示。将“浮子”放入盛有足 量水、底面积为S0的圆柱形薄壁容器中。“浮子”刚好悬浮在水中，如图2 所示。已知水的密度为ρ0，请解答下列问题。( 4068)
(1)若升船机承载着装满水的船厢匀速竖直下行100 m，则重力对船厢和 船厢里的水做的功共是多少J? (2)当质量为2×106 kg的船只驶入装满水的船厢，船厢上升到与上游水 位相平时(即图中所示位置)，进水阀、排水阀都关闭，此时每个浮筒排 开水的体积是多少m3？(不计钢绳和滑轮的重力及摩擦)( 4067)
解：(1)由图象可知，圆柱体在空中匀速下降时，重力等于弹簧测力计 示数，G＝F＝6 N。 (2)由图乙可知，当圆柱体刚好完全浸没时，圆柱体下表面的深度：h＝ 7 cm－4 cm＝3 cm，则下表面受到的水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m＝300 Pa。
4．把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式，代入 已知量解出未知量，这种思维方式不仅对较难题适用，对解较容易 的浮力题也适用。
类型三 漂浮问题“五规律”(历年中考频率较高) 规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受到的重力。 规律二：同一物体漂浮在不同液体里，所受浮力相同。 规律三：同一物体漂浮在不同液体里，在密度大的液体里浸入的体 积小。 规律四：漂浮物浸入液体的体积是它的总体积的几分之几，物体密 度就是液体密度的几分之几。 规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于 液体对物体增大的浮力。
－4m3＜3.2×10－4 m3，此时A2漂浮，A2受到浮力为：F浮′＝G2，即ρ水
gV2排＝ρ2gV2，带入数据得：1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2.4×10－4m3
＝ρ2×10
N/kg×3.2×10－4m3，解得A2的最小密度：ρ2＝0.75×103
kg/m3。
4．(2017，武汉)三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船 机。过往船只驶入升船机中装满水的船厢后，可以竖直升降，大大缩 短船只过坝的时间，为了确保运行的安全性，工程师们建造三峡升船 机前设计、比对了多种升降船厢的方式。“水力浮筒式”也是其中一种 受到广泛关注的升降船厢方式，如图是它的工作原理图。当进水阀关 闭、排水阀打开时，竖井中水位下降，两个相同的浮筒也随之下降， 船厢就会上升；反之船厢就会下降。 已知船厢装满水后船厢和水的总质量为1.55×107 kg，每个浮筒的质量 为1.8×107 kg，求：
(3)由图乙可知，圆柱体完全浸没时弹簧测力计的示数 F′＝4 N，则圆 柱体完全浸没后受到的浮力：F 浮＝G－F′＝6 N－4 N＝2 N，因物体 浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由 F 浮＝ρgV 排可得，
圆柱体的体积：V＝V
排＝
F浮
ρ水g
＝
1.0×103
2N kg/m3×10
N/kg
2．(2017，赤峰)如图甲所示，一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从 水面上方某一高度处匀速下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中。整个过程 中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h关系如图乙所示。(g＝10 N/kg， 水的密度为1.0×103 kg/m3)求：( 4065) (1)圆柱体的重力。 (2)当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强。 (3)圆柱体的密度。
＝2×10－
4m3，由 G＝mg 可求，圆柱体的质量：m＝Gg ＝106NN/kg＝0.6 kg，则
圆柱体密度：ρ＝mV＝2×0.160k－g4m3＝3×103 kg/m3。
3．(2017，河北)如图所示，薄壁圆柱形容器置于水平地面，容器的底面积S ＝8×10－3m2，容器高0.2 m，内盛0.17 m深的水。A1和A2为两个均匀实心 立方体物块(不吸水)，A1的质量为0.185 kg，A2的体积为3.2×10－4m3，(已 知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)。( 4066) (1)水对容器底部的压力为多少？ (2)将A1释放，沉浸在水中，静止后受到容器底对它的支持力为0.6 N，求A1 的体积。 (3)只将A2缓慢浸入在水中，当水对容器底部的压强最大时，A2的密度至少 为多少？