2020中考复习物理微考点专题训练——专题十七:压强计算(解析版).doc

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1、2020中考复习 物理微考点专题训练专题十七:压强计算考点一:固体压强1.某款油电混合动力小汽车,具有省油、能量利用率高等特点,其相关信息如表在某次水平道路测试中,该车以中速匀速行驶170km,共消耗汽油10L.测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进之后,工作人员又进行了制动测试,描绘出了制动距离(从刹车开始到车停止的距离)与制动时的速度关系图象,如图所示 (1)由图象可知,车速越_ ,制动距离越长(2)该车空载静止时,对水平地面的压强是多少?(g取10N/kg) (3)在水平道路中速匀速行驶测试中,

2、若平均阻力为1000N,牵引力做的功是多少?(4)在水平道路中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为53%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?(忽略蓄电池和电动机的热损失,汽油取0.7103kg/m3,q汽油=4.6107J/kg)【答案】解:(1)由图象可知,汽车的速度越大,停车距离会随着反应距离的变长而变长,即制动距离越长;(2)汽车的重力:G=mg=1200kg10N/kg=12000N,汽车静止时对水平地面的压力:F=G=12000N 受力面积S=0.096m2,该车空载静止时,对水平地面的压强p=FS=12000N0.096m2=1.25105Pa;(3)由题可知,汽车做匀速直线运动

3、,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小是相等的,可得牵引力F牵=f=1000N,汽车牵引力做的功W机械=F牵s=1000N1.7105J=1.7108J. (4)由=mV可知,车消耗汽油的质量m汽油=汽油V=0.7103kg/m310103m3=7kg,汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=7kg4.6107J/kg=3.22108J,由=W有用Q放可得,内燃机输出的有用能量W有用=Q放=3.22108J53%=1.7066108J;最终蓄电池增加的能量W=W有用W机械=1.7066108J1.7108J=6.6105J. 答:(1)大;(2)该车空载静止时,对水平地面的压强是1.25105Pa;

4、(3)在水平道路中速匀速行驶测试中,若平均阻力为1000N,牵引力做的功是1.7108J. (4)此过程最终使蓄电池增加了6.6105J能量2.一辆小轿车质量为1.8t,四个轮子与地面的总接触面积为1000cm2.小轿车在水平路面上做匀速直线运动,2.5h行驶了225km,该车的发动机的额定功率为20kw,(g=10N/kg,q汽油=4.5107J/kg)求:(1)小轿车静止时对地面的压强;(2)轿车在这次行驶过程中受到的牵引力;(3)若汽油完全燃烧产生的热量的25%转化为车运动时的机械能,则这次行驶中要消耗多少kg的汽油?【答案】解:(1)汽车静止时对路面的压力:F=G=mg=1.8103k

5、g10N/kg=1.8104N,汽车对地面压强:p=FS=1.8104N1000104m2=1.8105Pa;(2)根据公式P=Wt可得,汽车行驶过程牵引力所做的功:W=Pt=20103W2.53600s=1.8108J,根据W=Fs可得:汽车牵引力F=Ws=1.8108J2.25105m=800N,(3)t=2.5h=9103s,根据=WQ放可得,放出的热量:Q放=W=1.8108J25%=7.2108J,根据Q=mq可得,需要汽油的质量:m=Q放q汽油=7.2108J4.5107J/kg=16kg。答:(1)小轿车静止时对地面的压强为1.8105Pa;(2)轿车在这次行驶过程中受到的牵引力

6、为800N;(3)若汽油完全燃烧产生的热量的25%转化为车运动时的机械能,则这次行驶中要消耗16kg的汽油。【解析】(1)汽车静止时对路面的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,再利用p=FS求出对路面的压强;(2)根据公式P=Wt可求汽车行驶过程所做的功,再利用W=Fs可求牵引力的大小;(3)根据=WQ放可求放出的热量,然后根据Q=mq可求需要汽油的质量。3.四轮沙滩卡丁车,其满载时总重为3600N,车轮与沙滩接触的总面积为0.2m2.卡丁车满载时在水平沙滩上以10m/s的速度做匀速直线运动,它的功率为2.3104W.(g=10N/kg) (1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对

7、沙滩的压强为多少帕?(2)此次行驶中卡丁车的牵引力为多少牛?(3)该卡丁车以汽油为燃料,若汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡丁车运动的机械能,则以该速度行驶10min需要燃烧多少千克的汽油?(q汽油=4.6107J/kg)【答案】解:(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,对沙滩的压力:F=G=3600N,卡丁车对沙滩的压强:p=FS=3600N0.2m2=1.8104Pa;(2)由P=Wt=Fst=Fv可得,此次行驶中卡丁车的牵引力:F牵=Pv=2.3104W10m/s=2300N;(3)牵引力做的功:W=Pt=23000W1060s=1.38107J,由=WQ放可得,完全燃烧汽油放出的热

8、量:Q放=W=1.38107J25%=5.52107J,由Q放=mq可得,完全燃烧汽油的质量:m=Q放q=5.52107J4.6107J/kg=1.2kg。答:(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为1.8104Pa;(2)此次行驶中卡丁车的牵引力为2300N;(3)以该速度行驶10min需要燃烧1.2kg的汽油。【解析】(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,对沙滩的压力和自身的重力相等,根据p=FS求出对地面的压强;(2)根据P=Wt=Fst=Fv求出此次行驶中卡丁车的牵引力;(3)利用W=Pt求出牵引力做的功,即汽油完全燃烧产生热量转化的机械能,根据=WQ放求出完全燃烧汽

9、油放出的热量,根据Q放=mq求出完全燃烧汽油的质量。4.体重800N的人,双脚与地面的接触面积400cm2,用如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知被提升的物体M重力为900N,人如在绳子自由端的拉力F将物体M以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度,拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示,不计钢丝绳的重、摩擦力大小求:(1)滑轮组提升重物所做的有用功;(2)拉力做的总功;(3)滑轮组提升重物的机械效率(4)提升物体时,人对地面的压强【答案】解:(1)有用功:W有=Gh=900N8m=7200J;(2)由v=st得,物体上升时间:t=sv=8m0.4m/s=20s,据图乙可知,此时拉力做的总功是

10、8000J;(3)滑轮组的机械效率:=W有用W总100%=7200J8000J100%=90%;(4)由图甲可知,n=2,所以绳子自由端移动的距离:s=28m=16m;根据W总=Fs可得,拉力:F=W总s=8000J16m=500N;提升重物时,人对地面的压力:F压=G人F=800N500N=300N,人对地面的压强:p=F压力S=300N400104m2=7500Pa答:(1)滑轮组提升重物所做的有用功是7200J;(2)拉力做的总功为8000J (3)滑轮组提升重物的机械效率是90%;(4)提升物体时,人对地面的压强是7500Pa【解析】(1)已知物体M的重力,根据公式W=Gh计算拉力F对

11、所提升物体M做的有用功;(2)根据图乙可以确定此时拉力做的功,即总功;(3)再据机械效率的计算公式计算即可;(4)据图甲能看出有两端绳子吊着动滑轮,故应该费2倍的距离,所以结合公式W=Fs可以计算出绳子自由端的拉力;求出提升重物时,人对地面的压力,利用p=FS计算压强5.如图甲是西南大学校内的一座塑像,其基座结构类似于图乙和丙的模型若A、B是质量分布均匀的正方体物块,其边长分别是20cm、30cm,密度之比A:B=3:1.将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙).求:(1)图乙中,物块A对地面的压力;(2)物块A的密度;(3)若将物块B放在水平地面上,A放

12、在B的上面(如图丙),要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去几分之几?【答案】解:(1)由p=FS可得,物块A对地面的压力:F=pSA=5100Pa0.2m0.2m=204N;(2)图乙中物块A对地面的压力等于物体AB的总重力,所以AB的总重力G总=F=204N;由重力和密度公式可得:GA+GB=AVAg+BVBg=204N,因为A:B=3:1,所以有:A(0.2m)310N/kg+13A(0.3m)310N/kg=204N,解得:A=1.2103kg/m3;(3)物块A的重:GA=AVAg=1.2103kg/m3(0.2m)310N/kg=96N;物块B的重:GB=BVB

13、g=131.2103kg/m3(0.3m)310N/kg=108N;沿竖直方向切去物块B后,设剩余部分占物块B体积的比例为x,则物块B剩余部分的底面积为SBx,物块B剩余部分的重为GBx,则由p=FS可得:pB=GA+GBxSBx=2800Pa,即96N+108Nx(0.3m)2x=2800Pa,解得x=23,则将物块B沿竖直方向切去了三分之一的体积。答:(1)图乙中,物块A对地面的压力为204N;(2)物块A的密度为1.2103kg/m3;(3)要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去三分之一。【解析】(1)根据压强的变形公式即可求出物块A对地面的压力;(2)因为水平地面上

14、静止的物体,地面受到的压力等于重力,所以甲乙的总重力等于图乙中物块A对地面的压力,然后根据密度的变形公式和重力的计算公式即可求出物块A的密度;(3)设应将物块B沿竖直方向切去的比例为x,则由G=mg和p=FS求出切去比例。本题考查了压力、压强的计算,灵活的运用p=FS是解题的关键,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。6.某轿车的质量是1.2t,每个车轮与地面接触面积是0.02m2。(1)求轿车空载静止时,对水平地面的压强;(2)在平直公路上测试轿车性能时,轿车由静止开始运动,若水平方向获得的动力F随运动时间t的变化关系如图所示。t=20s后,轿车以30m/s的速度做匀速直线运动。求轿车在

15、20s至40s时间内牵引力做的功;(3)求轿车发动机功率的大小。【答案】解:(1)轿车空载静止时,对水平地面的压力:F=G=mg=1.2103kg10N/kg=1.2104N,对水平地面的压强:p=FS=1.2104N0.02m24=1.5105Pa;(2)由图可知,轿车在20s40s时间内牵引力F=3000N保持不变,由v=st可得,在2040s时间内通过的路程:s=vt=30m/s20s=600m,在2040s内牵引力做的功:W=Fs=3103N600m=1.8106J;(3)轿车发动机的功率:P=Wt=1.8106W20s=9104W。答:(1)轿车空载静止时,对水平地面的压强为1.51

16、05Pa;(2)轿车在2040s时间内牵引力做的功1.8106J;(3)轿车发动机的功率为9104W。【解析】(1)轿车空载静止时对水平地面的压力等于自身的重力,根据F=G=mg求出其大小,受力面积等于4个车轮与地面接触面积之和,根据p=FS求出对水平地面的压强;(2)从图象中得出轿车在20s40s时间内牵引力的大下,根据s=vt求出轿车运动的距离,利用W=Fs求出轿车在20s至40s时间内牵引力做的功;(3)根据P=Wt求出轿车发动机功率的大小。本题考查了重力公式和压强公式、速度公式、做功公式、功率公式的应用,从图中得出牵引力的大小和知道水平面上物体的压力等于自身的重力是关键。考点二:液体压

17、强1.为展示我国人民军队的高科技成果,我军研制出各种新武器、新装备其中某型号的两栖步兵战车如图所示,战车质量为22t,履带着地总面积为4m2.(g=10N/kg,水=1.0103kg/m3) (1)该战车在天安门长安街上接受检阅时,对水平地面的压强为多少?(不计战车上人的质量) (2)该战车具有水上打击目标和运送的功能,在一次水上演习中,战车排开水的体积为23m3,则战车受到水的浮力为多大?(3)在这次水上演习中,战车某处在受到水的压强为1.5104Pa,则该处的深度为多少?【答案】解:(1)该战车的重力:G=mg=22103kg10N/kg=2.2105N,战车在水平地面上,战车对水平地面的

18、压力:F=G=2.2105N,战车对水平地面的压强:p=FS=2.2105J4m2=5.5104Pa;(2)战车排开水的体积为23m3,战车受到水的浮力:F浮=gV=1.0103kg/m310N/kg23m3=2.3105N;(3)由p=gh可得,该处的深度:h=p水g=1.5104Pa1.0103kg/m310N/kg=1.5m答:(1)战车对水平地面的压强为5.5104Pa;(2)战车受到水的浮力为2.3105N;(3)该处的深度为1.5m【解析】(1)知道战车质量可求得其重力;利用压强公式求战车对水平地面的压强;(2)由阿基米德原理计算战车受到水的浮力;(3)知道战车在某处受到水的压强,

19、利用液体压强公式求所处的深度2.用细线竖直拉着一长方体物体,将物块从盛满水的烧杯上方缓慢下降直至完全浸没水中,物块下降过程中,所受拉力F随下降高度h的变化关系如图所示,求:(1)物块的重力;(2)物块受到的最大浮力;(3)当物块刚好完全浸没时,物块下表面受到水的压强。【答案】解:(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为10N,此时物块处于空气中,根据二力平衡条件可知,物块的重力:G=F拉=10N;(2)由于物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则物块受到的最大浮力:F浮=GF=10N4N=6N;(3)物块刚浸没时下表面距水面距离:h=7cm3cm=4cm=0.04m;物

20、块下表面受到水的压强:p=水gh=1.0103kg/m310N/kg0.04m=400Pa;答:(1)物块的重力为10N;(2)物块受到的最大浮力为6N;(3)当物块刚好完全浸没时,物块下表面受到水的压强为400Pa。【解析】为了便于分析,给线段标上A、B、C、D四个点,如下图,根据图象分析如下:(1)由图可知AB段物块未浸入液体,测力计的示数即为物块的重力,所以从图中可读出物块的重力大小。(2)由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,根据F浮=GF可求得物块受到的浮力。(3)下降高度3cm时,下表面接触水面,下降7cm时,物块刚好浸没水中,这时水面上升,物块下

21、表面距水面距离是4cm,由p=gh可计算,下表面受到水的压强。3.如图所示,将体积为0.001m3的正方体木块,放入盛有水的水槽中。待木块静止时,其下表面距水面0.06m,已知水=1.0103kg/m3,g取10N/kg,求:(1)木块下表面受到水的压强大小;(2)木块受到的浮力大小;(3)木块的密度大小。【答案】解:(1)木块下表面受到水的压强:p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.06m=600Pa;(2)正方体木块的边长:L=3V=30.001m3=0.1m,木块受到的浮力:F浮=gL2h=1.0103kg/m310N/kg(0.1m)20.06m=6N;(3)因木块漂浮,则G

22、木=F浮,即m木g=木Vg=F浮,所以木=F浮Vg=6N0.001m310N/kg=0.6103kg/m3。答:(1)木块下表面受到水的压强为600Pa;(2)木块受到的浮力为6N;(3)木块的密度为0.6103kg/m3。【解析】(1)已知木块下表面的水深,根据p=gh求出下表面受到水的压强;(2)根据正方体的体积求出边长,根据阿基米德原理求出木块受到的浮力;(3)根据物体漂浮的条件和密度公式求出木块的密度。4.有一足够大的水池,在其水平池底竖直放置一段圆木圆木可近似看作一个圆柱体,底面积0.8m2,高5m,密度0.7103kg/m3.(g=10N/kg) (1)未向水池内注水时,圆木对池底

23、的压力和压强分别为多大?(2)向水池内缓慢注水,在水位到达1m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大?(3)当向水池内注水深度达到4m时,圆木受到的浮力又为多大?【答案】解:(1)圆木的体积:V=0.8m25m=4m3,由=mV得圆木的质量m=木V=0.7103kg/m34m3=2.8103kg,圆木重力:G=mg=2.8103kg10N/kg=2.8104N,未向水池内注水时,圆木对池底的压力:F=G=2.8104N,圆木对池底的压强:p=FS=2.8104N0.8m2=3.5104Pa;(2)水位达到1m时,V排1=0.8m21m=0.8m3,圆木受到的浮力:F浮1=水V排g=11

24、03kg/m30.8m310N/kg=8103N,圆木对池底的压力:F压=GF浮=2.8104N8103N=2104N;(3)当圆木对池底的压力为0时,F浮2=G=2.8104N,即F浮2=水V排2g=1103kg/m30.8m2h210N/kg=2.8104N,解得水深h2=3.5m,当水位达到4m时,圆木静止时漂浮在水面上,圆木受到的浮力:F浮3=G=2.8104N. 答:(1)未向水池内注水时,圆木对池底的压力和压强分别为2.8104N、3.5104Pa;(2)向水池内缓慢注水,在水位到达1m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为8103N、2104N;(3)当向水池内注水深度达到4

25、m时,圆木受到的浮力又为2.8104N.【解析】(1)求出圆木的体积,利用m=V求圆木的质量,利用G=mg求圆木重力;未向水池内注水时,圆木对池底的压力等于圆木重力,知道底面积(受力面积),利用p=FS求圆木对池底的压强;(2)水位达到1m时,求出排开水的体积,利用阿基米德原理求圆木受到的浮力,圆木对池底的压力等于圆木重力减去浮力;(3)求出当圆木对池底的压力为0时,圆木受到的浮力,根据阿基米德原理求排开水的体积,进而求出浸入深度(水深),和4m比较得出圆木的浮沉情况,再根据物体的漂浮条件求此时受到的浮力5.如图所示,边长为10cm的实心正方体木块,密度为0.6103kg/m3,静止在装有足量

26、水的容器中,且上下底面与水面平行,求:(1)木块的质量;(2)木块在水中所受浮力的大小;(3)木块浸在水中的体积;(4)水对木块下底面的压强。(取g=10N/kg)【答案】解:(1)V=(0.1m)3=103m3利用=mv,得m=V=0.6103kg/m3103m3=0.6kg;(2)由题干可以知道物体处于漂浮状态,物体处于平衡状态,则F浮=G=mg=0.6kg10N/kg=6N;(3)由F浮=gV排则V排=F浮g=6N1.0103kg/m310N/kg=6104m3;(4)深度h=V排S=6104m3102m2=0.06m则利用压强公式p=gh,代入数据,p=1.0103kg/m310N/k

27、g0.06mp=0.6103Pa;答:(1)木块的质量0.6kg;(2)木块在水中所受浮力的大小为6N;(3)木块浸在水中的体积6104m3;(4)水对木块下底面的压强0.6103Pa;【解析】(1)利用密度公式的变换式求出质量便可;(2)根据物体所处的状态,利用平衡条件,便可求出浮力大小;(3)根据浮力大小的公式,便可求出排开液体的体积;(4)利用木块排开液体的体积,求出所处的深度,进而求出液体压强。6.在水平桌面上放有一柱形容器,底面积为500cm2,里面装有深度为20cm的水;一个重力为2N的开口玻璃杯A,其底部与一个体积为50cm3重力为3.9N的实心铁块B用细线相连(细线的质量体积忽

28、略不计),然后放入水中,但在放入过程中由于不小心,容器中有少量的水流入了玻璃杯中,最后A、B两物体在水中处于静止,如图所示,此时玻璃杯A排开水的体积为640cm3.求:(1)没有放入玻璃杯和铁块时水对容器底部的压强(2)A、B两物体在水中静止时细线对铁块B的拉力(3)若细线突然断开,A、B两物体再一次静止后(这个过程中玻璃杯A开口始终向上),水对容器底部的压强为多少?【答案】解:(1)p1=gh1=1.0103kg/m310N/kg0.2m=2103Pa;(2)浸没F浮=gV排1=gVB=1.0103kg/m310N/kg50106m3=0.5N,F拉=GF浮=3.9N0.5N=3.4N,(3

29、)V水=Sh1=500104m20.2m=0.01m3,【方法一】求压力G水=gV水=103kg/m310N/kg0.01m3=100N细线断开前,水对容器底部的压力为F1=G水+GA+GB=100N+2N+3.9N=105.9N细线断开后,水对容器底部的压力变化量等于水对A的浮力的变化量,即细线对铁块B的拉力【方法二】求水的深度F浮A=gV排2=1.0103kg/m310N/kg640106m3=6.4N,G进水=F浮A+F浮GAGB=6.4N+0.5N2N3.9N=1N,G进水=gV进水=1.0103kg/m310N/kgV进水,解得V进水=1.0104m3,V水2=V水V进水=0.01m

30、31.0104m3=99104m3,玻璃杯A最终漂浮,F浮A2=GA+G进水=1N+2N=3N,F浮A2=gV排3=1.0103kg/m310N/kgV排3,解得V排3=3104m3,h2=V水2+V排3+VBS=99104m3+3104m3+50106m3500104m2=0.205m,p2=gh2=1.0103kg/m310N/kg0.205m=2.05103Pa答:(1)没有放入玻璃杯和铁块时水对容器底部的压强为2103Pa;(2)A、B两物体在水中静止时细线对铁块B的拉力为3.4N;(3)水对容器底部的压强为2.05103Pa【解析】(1)根据p=gh可求得水对容器底部的压强;(2)A

31、、B两物体在水中静止时细线对铁块B的拉力等于其重力减去浮力;(3)先求出柱形容器内水的体积,根据F浮=gV排2可求得玻璃杯A受到的浮力,然后求得G进水=F浮A+F浮GAGB,玻璃杯A最终漂浮,再利用h2=V水2+V排3+VBS求得h2,最后利用gh求得水对容器底部的压强本题考查了液体压强公式、阿基米德原理、压强公式的灵活应用,关键是知道物体浸没时排开液体的体积与自身的体积相等7.2016年9月,世界上最大的“升船电梯”-三峡升船机试运行成功。实现了“小船坐电梯”过坝。某次试航时,总质量为3000t的游轮从大坝上由江面驶入升船机的承船厢,随后升船机历时8min将邮轮从海拔高度为156m的上游江面

32、,沿竖直方向运送至海拔高度为60m的下游江面,已知水的密度为1.0103kg/m3。(1)求游轮下降的平均速度大小;(2)若游轮驶入承船厢后,箱内水深为5m,求承船厢底部受到水的压强。(3)求游轮下降过程中,油轮重力做的功及功率。【答案】解;(1)游轮下降的高度为s=156m60m=96m;则游轮下降的速度为:v=st=96m480s=0.2m/s;(2)承船箱底部受到的压强为:p=gh=1.0103kg/m310N/kg5m=5104Pa;(3)游轮的重力为G=mg=3106kg10N/kg=3107N;重力做的功为:W=Gh=3107N96m=2.88109J;重力做功的功率为:P=Wt=

33、2.88109J480s=6106W。答:(1)游轮下降的平均速度为0.2m/s;(2)承船厢底部受到水的压强为5104Pa;(3)油轮重力做的功为2.88109J;功率为6106W。【解析】(1)根据下降的高度和时间求出速度;(2)根据液体内部压强公式求出压强;(3)求出游轮的重力,根据功和功率公式求解。此题主要考查的是学生对速度公式、压强计算公式、功和功率公式的理解和掌握,基础性题目。8.如图所示,094型号战略导弹核潜艇是我国“国之利器”之一,对我国的国防安全有着重要的意义。核潜艇的重力为8107N,体积为9103m3.海水密度取1103kg/m3.求:(1)核潜艇漂浮在海面上时所受的浮

34、力;(2)核潜艇潜入水下时应至少向水舱加水的重力。(3)潜入水下200m时,核潜艇的一个面积为1.2m2的舱面所受海水的压强和压力。【答案】解:(1)因为核潜艇漂浮,所以核潜艇漂浮在海面上时所受的浮力F浮=G=8107N;(2)浸没V排=V=9103m3,F浮=水gV排=1.0103109103N=9107N,F浮=G+G水,G水=F浮G=9107N8107N=1107N,(3)p=gh=1.0103kg/m310N/kg200m=2106pa,由得p=FS得受海水的压力:F=pS=21061.2N=2.4106N。答:(1)核潜艇漂浮在海面上时所受的浮力为8107N;(2)向水舱加水的重力为

35、1107N;(3)所受海水的压强为2106pa,压力为2.4106N。【解析】(1)根据漂浮时,浮力等于其重力,求出受到的浮力;(2)浸没时V排=V,根据F浮=水gV排可求得核潜艇潜入水下时的浮力,然后可求向水舱加水的重力;(3)已知潜入水下200m,利用p=gh可求得舱面所受海水的压强,再利用p=FS可求得受海水的压力。本题考查了阿基米德原理、液体压强公式、物体浮沉条件的应用等,知道物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等以及排水量的含义是关键。9.如图所示,一重为10N的容器放在水平桌面上,容器内盛有质量为2kg的水,容器的底面积为1102m2,弹簧测力计的挂钩上挂着一重为12N,体积为4

36、00cm3的物块,现将物块浸没于水中,容器内水面由15cm上升到18cm,求:(1)物块放入水中前,容器底受到的水的压力?(2)物块放入水中后,弹簧测力计的读数?(3)物块放入水中后,容器对桌面的压强?【答案】解:(1)物块放入水中前,容器底受到的水的压强:p=水gh=1.0103kg/m310N/kg0.15m=1500Pa,根据p=FS可得压力:F=pS=1500Pa1102m2=15N;(2)物块浸没于水中受到浮力:F浮=G排=水gV排=水gV物=1.0103kg/m310N/kg400106m3=4N,弹簧测力计读数F=GF浮=12N4N=8N;(3)容器中的水重:G水=m水g=2kg

37、10N/kg=20N,物体排开的水重:G排=F浮=4N,以容器、水以及物体作为整体研究,受力平衡,桌面受到的压力大小为:F总=G容+G水+G排=10N+20N+4N=34N,则容器对桌面的压强:P=F总S=34N1102m2=3400Pa。答:(1)物块放入水中前,容器底受到的水的压力为15N;(2)物块放入水中后,弹簧测力计的读数为8N;(3)物块放入水中后,容器对桌面的压强为3400Pa。【解析】(1)已知物块放入水中前,水的深度和密度,利用p=水gh计算容器底受到的水的压强,又知容器的底面积,利用p=FS计算压力;(2)已知物块的体积,即排开水的体积,可以得到物块受到的浮力;已知物块的重

38、力、受到的浮力,两者之差就是弹簧测力计的拉力;(3)根据G=mg求出水的重力,根据力的平衡可知桌面受到的压力等于容器的重力加上水的重力再加上放入物体后排开的水重。最后根据公式p=FS求出容器对桌面的压强。此题考查的是压强、液体压强计算公式的应用、阿基米德原理的应用和力的平衡关系的应用,属于力学综合题。解决压强问题时,首先明确研究对象是液体还是固体,以选择相应的压力、压强公式,切忌张冠李戴。10.如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总重为2牛,杯的底面积为100cm2,将一个重力为1.2牛、体积为2104米3的长方体实心物体A用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中(烧杯的厚度

39、忽略不计,杯内水没有溢出)。已知水的密度为1.0103kg/m3,求: (1)物体A受到的浮力是多少?(2)物体A的密度是多少?(3)台秤受到的压力是多少N(4)当把细线剪断,A静止后,水对烧杯底部的压强比细绳剪断前改变了多少?【答案】解:(1)物体A的一半浸入水中时受到的浮力:F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg122104m3=1N;(2)物体A的质量:m=Gg=1.2N10N/kg=0.12kg,物体A的密度:=mV=0.12kg2104m3=0.6103kg/m3;(3)根据力的作用的相互性可知,物体A对水向下的作用力F压=F浮=1N,则台秤受到的压力等于烧杯和水的总重、

40、物体A对水向下的作用力之和,即F=G总+F压=2N+1N=3N;(4)若剪断绳子,在木块静止时处于漂浮状态,此时木块受到的浮力为:F浮=G=1.2N,由F浮=液gV排得此时排开水的体积:V排=F浮水g=1.2N1.0103kg/m310N/kg=1.2104m3;则排开水的体积变化量:V排=V排V排=1.2104m3122104m3=2105m3,水的深度变化量:h=V排S=2105m31102m2=2103m;则水对烧杯底部的压强变化量:p=水gh=1.0103kg/m310N/kg2103m=20Pa。答:(1)物体A受到的浮力是1N;(2)物体A的密度是0.6103kg/m3;(3)台秤

41、受到的压力是3N;(4)当把细线剪断,A静止后,水对烧杯底部的压强比细绳剪断前改变了20Pa。【解析】此题考查了阿基米德原理,密度公式、重力公式的应用,物体浮沉条件,力的平衡条件的应用,综合性较强,有一定的难度。(1)知道物体的体积,浸没水中排开水的体积,利用阿基米德原理求受到的浮力;(2)已知物体A的重力可求得其质量,利用密度公式可求得物体A的密度;(3)根据力的平衡的条件可知,托盘台秤的示数等于烧杯和水的重力、物体A对水向下的作用力之和;(4)木块漂浮,浮力等于木块重力。根据根据F浮=液gV排得出木块排开水的体积,根据V排的变化得出水深度的变化,从而利用液体压强公式可得压强的变化。11.如

42、图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,当容器中水的深度为20cm时,物块A有12的体积露出水面,此时弹簧恰好处于原长状态(水=1.0103kg/m3,g取10N/kg).求:(1)物块A受到的浮力;(2)物块A的密度;(3)往容器缓慢加水(水未溢出))至物块A恰好浸没时水对容器底部的压强p(整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示;液体压强公式p=gh)。【答案】解:(1)物块A体积为V=(0.1m)3=0.001m3,则V排=12V=120.001m3=5104m3,由阿基米德原理可知:F浮=水gV排=1103kg/m310N/kg510

43、4m3=5N;(2)弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变,则:F浮=G,即水gV排=物gV,则物体的密度为:物=V排V水=121103kg/m3=0.5103kg/m3;(3)物体A漂浮时,浮力等于重力,即G=5N;物块A恰好全部浸没时,受到的浮力为:;此时物体A受到竖直向下的重力、弹簧向下的拉力、浮力的共同作用,则测力计的拉力;由图可知弹簧伸长5cm;当容器中水的深度为20cm时,物块A有12的体积露出水面,则物块A恰好全部浸没时的水面比漂浮时水面上升1210cm=5cm;所以水面上升的总的高度为10cm,水的深度为30cm;水对容器底部的压强p=水gh=1103kg/m310N/kg0.3m

44、=3000Pa。答:(1)物块A受到的浮力为5N;(2)物块A的密度为0.5103kg/m3;(3)物块A恰好浸没时水对容器底部的压强为3000Pa。【解析】(1)根据物体边长和物块A体积露出水面的比例,求出排开水的体积,根据公式F浮=水gV排求出浮力。(2)利用物体的沉浮条件,此时物块漂浮。F浮=G,根据公式水gV排=物gV求出木块的密度;(3)根据物体漂浮时浮力等于重力求出物体的重力;根据阿基米德原理求出A全部浸没时的浮力,从而求出测力计的拉力,根据木块没入水中的深度和测力计弹簧伸长的距离求出水面上升的高度,根据液体内部压强公式求出容器底部的压强。此题考查了学生对液体压强的大小及其计算,密

45、度的计算,浮力的计算等,此题中还有弹簧对木块的拉力,总之,此题比较复杂,稍有疏忽,就可能出错,因此是一道易错题。要求同学们审题时要认真、仔细。考点三:简单机械、浮力与压强综合1.如图所示,某施工队利用滑轮组从水中提取物体,上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为4t,体积为1m3.(g=10N/kg,水=1103kg/m3)(1)物体完全浸没在水中时,求物体所受浮力的大小;(2)物体下表面与水面距离为3m时,求物体下表面所受水的压强;(3)若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦,当浸没在水中的物体被匀速提升时,求电动机对绳子的拉力;(4)物体离开水面后,在电动机作用下匀速上升,若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5104N,求物体上升的速度和滑轮组的机械效率(机械效率精确到0.1%)。【答案】解:(1)根据阿基米德原理,物体受到的浮力:F浮=G排=水V排g=1.0103kg/m31m310N/kg=1104N;(2)物体下表

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