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1、2022年中考物理复习之挑战压轴题(填空题):浮 力(10题)一.填 空 题(共10小题)1.(2020九龙坡区校级四模)如图圆柱形的容器,放置在水平桌面上,两侧容器口齐平,底部相互连通,容器高22cm,容器质量600g,里面装有16cm深的水,容器左侧底面积为 lOOcn?,容器右侧底面积为50cm2.木块A 的重力为8 N,底面积为50cm2,高 20cm,木块A 中央固定一轻质弹簧。若用手拿着弹簧末端从木块A 的底面刚好与水面接触开始向下移动4 cm,此时木块所受浮力大小为 N.若用手拿着弹簧末端从木块A 的底面刚好与水面接触开始向下移动,直至弹簧末端的B 点向下移动了 38cm则此时容
2、器对桌面的压力为 N.(不计两侧容器之间连接部分内水的体积、弹簧的体积及质量,弹簧每变化2 c m,所产生的弹力变化I N,全过程均在弹簧弹性范围内)。BA2.(2019洞口县模拟)底面积为S i的圆柱形容器内盛有适量密度为p 的液体,在滑轮组的下方,悬挂一底面积为S2的圆柱形物体A,此物体部分浸入液体中,如图。当绳的自由端被向上拉动距离s 时(物体下表面一直保持在液体中),不计摩擦,定滑轮对天花板的拉力的变化量为.3.(2017虹口区校级模拟)育红学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型,这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后,自动开启放水阀门,冲刷便池中的污物
3、。如图是这种水箱模型的主要部件的截面示意图。图中水箱A 是一个边长为50cm的正方体;浮筒B 是一个质量为0.2kg的空心圆柱体,其底面积SB为80cm2,高为35cm;放水阀门C 是一个质量可忽略的圆柱体,其底面积Sc为 55cm2,厚度 d 为 1.5cm;放水阀门C 能将排水管口恰好盖严,阀门上固定一根轻绳与浮筒相连,绳的长度1为 10cm.则水箱中的水深H 至少为 cm 时,浮筒B 刚好能将放水阀门C 打开。4.(2021 旌阳区模拟)将一物块A 轻轻放入盛满水的大烧杯中,A 静止后,有 144g的水溢出;再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,A 静止后,有 128g的酒精溢出。则 A 在
4、水中静止时受到的浮力为 N,A 物块的密度是 kg/m3 (p 水=1.0X103kg/m3,p:M=0.8X 103kg/m3,g 取 lON/kg)5.(2021秋西乡塘区期中)在甲、乙两个相同的容器中盛质量相同的水,现将两实心物体A、B 分别放入两容器内的水中,如图所示,已知A 的体积为Idn?、B 的质量为0.5kg,则 PA PB(选填或“=),物 块 B 所受浮力为 N;此时甲容器中水面比乙容器中高0.1m,放入物块A 前后,甲容器中水对容器底部的压强变化了Pa。AB甲 乙6.(2021春渝中区校级期中)如图,一个底面积为300cm2 的溢水杯重为5 N,内装有20cm深的水置于升
5、降台上,溢水杯中的水到溢水口的距离为3cm,弹簧上端固定,下端挂一个底面积为lOOcn?,高 为 10cm的实心柱形物体,重 为 3 0 N,物体下表面刚好接触液面。升降台上移 c m,水面刚好到达溢水口,升降台再缓慢上移2 c m,(溢出的水不在升降台上),此时容器对升降台的压力为 N(在弹性限度内,弹簧受力每变化1 N,长度变化为1cm)7.(2021春南宁期末)将一根长为20cm,底面积为2cm2 的蜡烛放入水中静止时,有工露5出水面,该蜡烛的密度为 kg/m如图所示,将一块质量为8 g 的铁块粘在蜡烛下端后一起放入装有足量水的底面积为20cm2 的容器中,使蜡烛竖直漂浮在水面上,此时蜡
6、烛与铁块受到的总浮力为 N 点燃蜡烛,若蜡烛燃烧时油不流下,且每秒烧去的蜡烛长度为0.05cm,已知水的密度为1.0Xl()3kg/m3,铁的密度为8X K?kg/n?,则从点燃蜡烛开始计时,s 后蜡烛恰好完全浸没。8.(2021重庆二模)如图甲所示,柱形容器足够高,其内有水。圆柱体A 重 2N、底面积为 5001?、高 为 12cm。A 的底部通过一根原长为10cm的轻质弹簧(弹簧的体积不计,己知弹簧的长度每变化1 cm,弹簧的弹力变化1N)与一个体积为lOOcn?的实心物体B连 接(物 体 B 未与容器底部紧密接触),此时弹簧处于原长,这 时 A 所受的浮力为N o 然后向容器注水,注水过
7、程中A 所受拉力随注水质量的变化图像如图乙所示。假设当注水质量为1.6kg时停止注水,将一个体积为300cm3、高为4.5cm合金块C 竖直放置在 A 上方,静止时C 浸入水中的体积为总体积的1/3,则放入C 前后容器对地面的压强变化量为 Pa。9.(2021春九龙坡区校级期末)如图甲所示,一个金属圆柱体A,上表面导线相连,底部粘有压力传感器(不计质量和体积),连接电脑后可显示传感器所受压力大小,图乙是某次将圆柱体A 从下表面接触放入容器底部直到触底,压力传感器所受压力F 与时间t 的关系图像,则 圆 柱 体 A 完全浸没时所受浮力为 N,圆 柱 体 A 的密度为kg/m3.10.(2021
8、岳麓区校级三模)如 图 1所示,为了打捞铁牛,人们用两艘大船装满泥沙,用铁索将铁牛拴到大船上,然后卸掉船里的泥沙,随着船逐渐上浮,铁牛在河底淤泥中被拉了出来.其模型如图甲所示,已知物体A 是边长为0.1m 的正方体,物 体 B 的底面积为0.04m2,高为0.5 m,质量为10kg,现将AB用细线连接,细线拉直但无拉力,此时水深50cm,容器的底面积0.12m2.(已知细线不伸长,A 底部未与池底完全贴合),物体A 受到的浮力为 N;细线拉直但无拉力时,水对物体A 下表面的压力为 N;然后沿水平方向切物体B,切去的高度A h 与细线的拉力F 拉的关系如图2 乙所示.,当物体A 下底面到容器底距
9、离为0.1m时,剩余B 的质量是 kg.2022年中考物理复习之挑战压轴题(填空题):浮 力(10题)参考答案与试题解析填 空 题(共10小题)1.(2020九龙坡区校级四模)如图圆柱形的容器,放置在水平桌面上,两侧容器口齐平,底部相互连通,容器高22cm,容器质量60 0 g,里面装有16cm深的水,容器左侧底面积为 lOOcn?,容器右侧底面积为50cm2.木块A 的重力为8 N,底面积为5 0 c m 高 20cm,木块A 中央固定一轻质弹簧。若用手拿着弹簧末端从木块A 的底面刚好与水面接触开始向下移动4 cm,此时木块所受浮力大小为3 N.若用手拿着弹簧末端从木块A 的底面刚好与水面接
10、触开始向下移动,直至弹簧末端的B 点向下移动了 38cm则此时容器对桌面 的 压 力 为 40 N.(不计两侧容器之间连接部分内水的体积、弹簧的体积及质量,弹簧每变化2 c m,所产生的弹力变化I N,全过程均在弹簧弹性范围内)。【考点】浮力大小的计算;压力及重力与压力的区别.【专题】压轴题.【分析】(1)由题意分析知,物体浸入液体的体积等于容器中液面上升的体积,据此解得液面上升的高度h u Z cm,进而可求得物块浸在液面下的总深度为6 c m,从而求得此时排开液体的体积为V.S A h 并根据浮力公式F i=p 水 gV 排求得物块此时所受到的浮力;(2)由题意物体下移16cm时与容器底接
11、触,而弹簧末端的B 点向下移动了 38cm,说明物体A 与容器底接触后弹簧缩短了 22cm,并且弹簧每变化2 c m,所产生的弹力变化1 N,前 16cm恢复到原长,后 6cm产生3N 的弹力,对木块的弹力为3N。并通过分析可知有一部分水溢出,分别求出物块完全浸没时的浮力,剩余液体的重力,容器的重,再根据受力分析可得容器对桌面的压力。【解答】解:(1)由题意分析知,物体下降4cm 排开水的体积等于容器中液面上升部分的体积,即:SAX4cm=(S 容 器-SA)Ah50cm2X4cm=:100cin2X Ah解得:h=2cm,所以物块浸在液面以下的深度为:h=4cm+Zh=4cm+2cm=6cm
12、,此时排开液体的体积为:V 排=SAh=50cm2X6cm=300cm3=3X 10-4m3,此时木块所受浮力:Ff?=p 水 gV 推=1.0X 103kg/m3X 1 ON/kgX3X 10-4m3=3N;(2)木块A 的底面刚好与水面接触开始向下移动前,木块对弹簧的拉力是8 N,即弹簧产生的弹力是8 N,弹簧每变化2 c m,所产生的弹力变化1 N,所以此时弹簧的伸长量为16cm;由题意知物体下移16cm时与容器底接触,而弹簧末端的B 点向下移动了 38cm,说明弹簧比木块入水前缩短了 2 2 cm,前 16cm恢复到原长,后 6cm产生3N 的弹力,对木块的弹力为3N。木块的体积:VA
13、=SAhA=50cm2 X 20cm=1000cm3,容器中水的体积:V 水=5 容 罂 h 水=150cm2义16cm=2400cm3,容器的容积:V 容=$容 器 h 容=150cm2x22cm=3300cm3,因 VA+V 水 V 容,物体A 完全浸没在水中时会有一部分水排在容器的外面。那么剩余水的体积为:V 剌=丫 容-VA=3300cm3-1000cm3=2300cm3,由密度公式p常 得,剩余水的质量:m=pV=l g/cm3 X 2300cm3=2300g=2.3kg,剩余水的重力为:G =mg=2.3kgX 1 ON/kg=23N,容器的重为 G 容 器=m g=0.6kgX
14、1 ON/kg=6N,所以此时容器对桌面的压力为:F=G 剩+G 容 器+G 木+F 祠=23N+6N+8N+3N=40N0故答案为:3;4 0 o【点评】本题主要考查了浮力计算公式的运用以及物块浸在液体中实际情况的受力分析问题。2.(2 0 1 9洞口县模拟)底面积为Si的圆柱形容器内盛有适量密度为p的液体,在滑轮组的下方,悬挂一底面积为S2的圆柱形物体A,此物体部分浸入液体中,如图。当绳的自由端被向上拉动距离s时(物体下表面一直保持在液体中),不计摩擦,定滑轮对天花板的拉力的变化量为2PgsS1S2一9(Sj-S2)【考点】阿基米德原理的应用.【专题】计算题;比较思想;浮沉的应用;简单机械
15、.【分析】(1)由图知n=3,绳的自由端被向上拉动距离s时,由滑轮组的特点可求出物体A提升的高度;设此过程中液面降低的高度为A h,作图分析得出物体浸入液体中的深度变化量!浸,根据4 V f=S物 !a=S A h求出液面降低的高度)!,从而求出 V”,由阿基米德原理求出物体受到浮力的变化量;(2)不计摩擦,且滑轮的重力不变,为方便求出定滑轮对天花板的拉力的变化量,可不考虑2个滑轮的重力;由图知n=3,则绳子自由端的拉力:F=(G-F浮),可求出绳3子自由端拉力的变化量;对定滑轮进行受力分析,根据相互作用力和力的平衡条件列式,可得出定滑轮对天花板的拉力Fo与绳子自由端的拉力F的关系,由此可求出
16、定滑轮对天花板的拉力的变化量。【解答】解:(1)由图可知,n=3,当绳的自由端被向上拉动距离s时,由滑轮组的特点可知,物体A提升的高度为h=Ls,3设此过程中液面降低的高度为如图所示:由图知,物体浸入液体中的深度变化量:hi 2=Z h+h=Z h+1,3物体排开液体体积的变化量:VJt=S 2/h =S 2(!+工$)-,3且排开液体体积的变化量也可以写为:小)if=S容 h=S i Z h-,联立解得:!=s S23(S i-S2)则:VJt=S i A h =s$i$23(SS 2)由阿基米德原理可得,物体受到浮力的变化量:F浮=p g V#=p g Xs 5 i$23(S 1-S2)P
17、 g s S j S23(S1-S2)(2)不计摩擦,且滑轮的重力不变,为方便求出定滑轮对天花板的拉力的变化量,可不考虑2个滑轮的重力,由图知,n=3,则绳子自由端的拉力:F=(G 物-F 浮),3原来绳子自由端的拉力:Fi=(G 物-F 浮1),3当绳的自由端被向上拉动距离s 时,绳子自由端的拉力:F 2=1 (G 物-F 浮 2),3因向上拉动物体时,浮力减小,绳端的拉力增大,则绳子自由端拉力的变化量:F=F2 -FI=A(G 物-F 浮 2)-(G 物-F 浮1)(F 浮1-F 浮 2)A F 浮=_ Lx3 3 3 3 3P g s S,S2 P g s S,S2 三3(S-S 2)9
18、(SS 2)对定滑轮进行受力分析,受下方两段绳子的拉力2 F 和天花板对定滑轮的拉力Fo,如下图:以定滑轮为研究对象由于定滑轮对天花板的拉力与天花板对定滑轮的拉力是一对相互作用力,根据力的平衡条件,可得定滑轮对天花板的拉力:Fo=2 F-;由两式可得,定滑轮对天花板的拉力的变化量:Fo=2 A F=2 XP gsSj S2 2P gs Sj S29(S!-S2)9(S1-S2)故答案为:2P gs Sj S29(S j-S2)【点评】本题主要考查了阿基米德原理、滑轮组的特点以及力的平衡条件,解题的关键:根据4V棒=S物 4 1 1 汶=S容 4 1 1 求 出 液 面 降 低 的 高 度 从
19、而 求 出 Z V 推;灵活选择研究对象,根据力的平衡条件列式分析。3.(2 0 1 7 虹口区校级模拟)育红学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型,这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后,自动开启放水阀门,冲刷便池中的污物。如图是这种水箱模型的主要部件的截面示意图。图中水箱A是一个边长为5 0c m 的正方体;浮 筒 B是一个质量为0.2 k g 的空心圆柱体,其底面积SB为8 0c m 2,高为3 5 c m;放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体,其底面积S c 为 5 5 c m 2,厚度 d为 1.5 c m;放水阀门C能将排水管口恰好盖严,阀门上固定一根
20、轻绳与浮筒相连,绳的长度1 为 1 0c m.则水箱中的水深H至 少 为 4 1.5 cm时,浮 筒 B刚好能将放水阀门C打开。【考点】浮力大小的计算.【专题】压强和浮力.【分析】由题中模型可知当C被拉起时水会放出,故 将 B、C看作一个整体进行分析,由受力分析可知BC整体受到B的重力、C受液体的压力及B受液体的浮力,由平衡条件可知当向上的浮力与向下的重力及水对C的压力相等时C刚好被打开。【解答】解:取 B、C整体为研究对象,受力分析由平衡条件得F浮=GB+F c而水对阀门C的压力F c=p g (H -d)X S cB受到的浮力F浮=p g V =p g (H-l-d)SBG B=m g 联
21、立以上各式得p g (H-l-d)SB=GB+p g (H -d)X S cH=Gp +P g l d S p+l S B _ d S c)_ m +d+,P g (S p-S )P (S p S )S p-SQ代 入 数 据 得:H-,2与-+0.01 5 m+I X 1 03k g/m3(8.0X 1 03m2-5.5 X 1 03m2)-。):1。_ _ 3 1 _-X 0.1 m=0.4 1 5 m=4 1.5 c m。8 X 1 0-3m2-5.5 X 1 03m2故答案为:4 1.5 o【点评】整体法为物理学中一常见方法,一定要能灵活的选择研究对象并能对其进行受力分析,从而找到解决
22、问题的方法。4.(2 02 1 旌阳区模拟)将一物块A轻轻放入盛满水的大烧杯中,A静止后,有 1 4 4 g 的水溢出;再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,A静止后,有 1 2 8 g 的酒精溢出。则 A在水中静止时受到的浮力为 1.4 4 N,A 物块的密度是 0.9 X 1 03 k g/m3,(p水=1.0义1 03k g/m3,p i f i t s=0.8 X 1 03k g/m3,g 取 1 0N/k g)【考点】浮力大小的计算;密度的计算;阿基米德原理的应用.【专题】计算题;比较思想;密度及其应用;浮力;应用能力;分析、综合能力.【分析】根据阿基米德原理求出物块分别在水中和酒精中受
23、到的浮力,然后比较浮力的关系即可确定物块的浮沉情况,然后利用密度公式求解密度。解答 解:该物块放在水中时,受到的浮力:F 浮=G 排=m加 g=0.1 4 4 k g X 1 O N/k g =1.4 4 N ;该物块放在酒精中时,受到的浮力:F 浮=G 排=m拷 g=0.1 2 8 k g X 1 0N/k g=1.2 8 N;通过上面的计算可得,物体在酒精中受到的浮力小于物块在水中所受的浮力,而物块的重力不变,因此物块放入酒精中是下沉,则根据F?=p f f i g V 排得,物块A的体积:VA=V 排 酒 精-=-28)-=1.6 X 1 0-4m3,P 酒精g 0.8 X 1 03k
24、g/m3X l Q N/k g排开水的体积v排 水=上 工=-L 吗-=1.4 4 X 1 0 4 m 3;P 水g 1.O X 1 03k g/m3X l O N/k g因为排开水的体积小于物块A 的体积,所以物块在水中漂浮。因为漂浮,所以物块的重力等于浮力(排开水的重力),则 n u=m排 水=1 4 4 g=0.1 4 4 k g,所以,物块A 的密度:pA=4 4 1-=0.9 X 1 03k g/m VA 1.6 X 1 0-4m3故答案为:1.4 4;0.9 X 1 03【点评】本题考查密度公式的掌握、阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和应用,判断出物体在酒精中的状态是解决此题的关键
25、,应属于难题。5.(2 0 2 1 秋西乡塘区期中)在甲、乙两个相同的容器中盛质量相同的水,现将两实心物体A、B 分别放入两容器内的水中,如图所示,已知A 的体积为I d n?、B 的质量为0.5 k g,则 O A P H (选填或“=),物块B 所受浮力为 5 N;此时甲容器中水面比乙容器中高0.1 m,放入物块A 前后,甲容器中水对容器底部的压强变化了 2X I Q3 P a,ABF甲 乙【考点】物体的浮沉条件及其应用;液体的压强的计算.【专题】计算题;应用题;推理法;压强、液体的压强;浮沉的应用;分析、综合能力.【分析】(1)根据两物体在水中的状态,利用物体浮沉条件,通过比较两物体与水
26、的密度关系,得出两物体的密度关系;(2)根据物体漂浮的条件即可求出物块B 所受浮力;(3)根据容器里排开水的体积变化求出甲容器中深度的变化,然后根据液体压强的计算公式p=p浓g h求出水对容器底部的压强变化量。【解答】解:(1)由图知,A物体悬浮在水中,则p A=p,k;B物体漂浮在水面上,则P Bp B:(2)B物体漂浮在水面上,根据物体漂浮的条件可得物块B所受浮力:FB;?=GB=m Bg=0.5 k g X 1 0 N/k g=5 N:(3)甲容器里,V Au=V A=l d n?=i x i 0 3 m 3,乙容器里,根据 F浮=p水8丫加 可得:V Bt$=驻一=-迎 F-=5P 水
27、g 1.ox 1 03k g/m3X l O N/k gX 1 0-4m3,已知在甲、乙两个相同的容器中盛质量相同的水,则甲、乙容器中原来的水面相平,由于放入实心物体A、B后甲容器中水面比乙容器中高0.1 m,设容器的底面积为S,则:S h=V A推-VB 排,所以,s=排一比排=1 X 1 0 _ 31 n3 _ 5 X 1 0 _ 4 m 3 =5 x 1 0 2,h 0.1 m则甲容器中深度的变化为:A h=3l=I I。31n3=0 2 m,S 5 X l Q-3m2所以,甲容器中水对容器底部的压强变化量为:Ap=p 4;g Ah=1.0 X 1 03k g/m3X 1 0 N/k g
28、 X 0.2 m=2 义 1 03P a.故答案为:;5;2 X 1 0【点评】此题考查了物体浮沉条件、阿基米德原理的应用、液体内部压强的计算等知识点,是一道典型的综合题。6.(2 0 2 1春渝中区校级期中)如图,一个底面积为3 0 0 c m 2的溢水杯重为5 N,内装有2 0 c m深的水置于升降台上,溢水杯中的水到溢水口的距离为3 c m,弹簧上端固定,下端挂一个底面积为l O O c n?,高 为1 0 c m的实心柱形物体,重为3 0 N,物体下表面刚好接触液面。升降台上移 1 5 c m,水面刚好到达溢水口,升降台再缓慢上移2 c m,(溢出的水不在升降台上),此时容器对升降台的
29、压力为 7 4 N (在弹性限度内,弹簧受力每变化1 N,长度变化为1 c m)【考点】阿基米德原理的应用.【专题】定量思想;浮力;应用能力.【分析】(1)由丫排=$心算出水面上升到溢水口时物体浸入的体积,由 丫=$1 1算出物体浸入的深度,进而算出若弹簧不缩短,容器底上升的高度,由F浮=p 4 4 gV扑算出物体受到的浮力,根 据“在弹性限度内,弹簧受力每变化1 N,长度变化为1 c m”算出弹簧测力计缩短量,进而算出升降台上移的距离;(2)容器上升1 c m时,若弹簧不缩短,则物体被浸没,算出此时增大的浮力和弹簧缩短的长度,进而求出将物体A全部浸没水中时物体受到的浮力,再求出排出的水重力和
30、此时杯子内水的重力,最后根据平衡力的知识算出容器对升降台的压力。【解答】解:(1)由题知水面上升到溢水口时,物体浸入的体积为:V浸=丫排=5谥1 1=3 0 0 c m2 X 3 c m=9 0 0 c m3,物体浸入的深度为:J境=驷绰=9 c m,S 物 1 0 0 c m2若弹簧不缩短,容器底上升的高度为:hi=2 0 c m-(2 0 c m+3 c m-9 c m)=6 c m,物体受到的浮力为:F浮=p 水gV 排=1.0 X l()3 k g/m3 x i0 N/k g 3 0 0 X 2 0 X 1 06 m3 -1 N=5 9 N,由力的相互作用可知,物体对水的压力大小等于物
31、体受到的浮力大小,故容器对升降台的压力为:F=G H,+G 水+F 浮=5 N+5 9 N+1 0 N=7 4 N o故答案为:1 5;7 4 o【点评】本题考查阿基米德原理、力的平衡,注意公式中各物理的单位关系,难度较大。7.(2 0 2 1 春南宁期末)将一根长为2 0 c m,底面积为2 c m2 的蜡烛放入水中静止时,有上露5出水面,该蜡烛的密度为 0.8 X I()3 k g/n?。如图所示,将一块质量为8 g 的铁块粘在蜡烛下端后一起放入装有足量水的底面积为2 0 c m2的容器中,使蜡烛竖直漂浮在水面上,此时蜡烛与铁块受到的总浮力为 0.4 N点燃蜡烛,若蜡烛燃烧时油不流下,且每
32、秒烧去的蜡烛长度为0.0 5 c m,已知水的密度为1.0 X l()3 k g/m3,铁的密度为8 X I C k g/n?,则从点燃蜡烛开始计时,5 0 s 后蜡烛恰好完全浸没。【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.【专题】定量思想;浮沉的应用;应用能力.【分析】(1)蜡烛漂浮在水面上,有工露出水面,根据F浮=G,即 p水 g V 排=p蜡 烛 g V 算5出蜡烛的密度;(2)根据密度公式p=g算出蜡块的质量,根据G=mg算出蜡烛和铁块的总重力,由图知蜡烛与铁块整体处于漂浮状态,根据浮力等于重力算出此时的总重力;(3)根据F浮=p 4 化简可得h2-hi=lcm;图乙中水的深
33、度:hi=hB+Lo+Al+h g =hB+10cm+2cm+8cm=hB+20cm-,图丙中水的深度:h2=hB+Li+hA+hc=hB+Li+12cm+Ax4.5cm=hB+Lj+13.5cm-3 3-,H hi-hi=1 cm,所以 1IB+LI+13.5cm-(hB+20cm)=Icm,解得图丙中弹簧的长度Li=7.5cm,因弹簧的原长为10cm,所以与图甲相比,弹簧压缩了 2.5cm,则由题意可知此时弹簧对A 和 C 的向上弹力为2.5N,A 和 C 受 到 的 浮 力:F 浮 总=p 水 gX(VA+VC J#)=l.OX 103kg/m3X lON/kg X(600cm3+100
34、cm3)X10-6m3=7N,以 A 和 C 的整体为研究对象,整体受到向上的浮力、向上的弹力和向下的总重力,则有F 浮 总+F GA+GC所以 Gc=F 浮 总+F 弹-GA=7N+2.5N-2N=7.5N,放入C 前后容器对地面的压力变化量为:F=Gc=7.5N,则放入C前后容器对地面的压强变化量:p=乙5N_=2 50 P a。S 容 3 0 0 X I 0 Tm2故答案为:2;2 50 o【点评】本题考查了浮力大小的计算、压强大小的计算,综合性强,难度大。9.(2 0 2 1春九龙坡区校级期末)如图甲所示,一个金属圆柱体A,上表面导线相连,底部粘有压力传感器(不计质量和体积),连接电脑
35、后可显示传感器所受压力大小,图乙是某次将圆柱体A从下表面接触放入容器底部直到触底,压力传感器所受压力F与时间t的关系图像,则圆柱体A完全浸没时所受浮力为 4 N,圆柱体A的密度为 2Xk g/m3.【考点】浮力大小的计算;密度的计算.【专题】计算题;应用题;图析法;密度及其应用;浮力;分析、综合能力.【分析】(1)当t=Is时,物 体A刚好完全浸没,此时浮力恰好等于物体下表面受到的压力;(2)根据F浮=p gV推可求物体浸没时排开水的体积;第2 s时以后,物体沉底,根据G淞up*V般g可求液体的重力,根据F上=G物+F水可得物体的重力,则根据G=m g求出物体的质量,根据p=与求出圆柱体A的密
36、度。【解答】解:(1)由图乙可知,当t=l s时,物体A刚好完全浸没,则圆柱体完全浸没时受到的浮力:F浮=F 1=4 N;(2)根据F浮=p gV排 可得,圆柱体A的体积为:V=V 排=乏=-=4 X 10 4m3,P 水g 1.OX 103k g/m3X l ON/k g第2 s时,圆柱体A的底部刚刚接触容器底部,绳子拉力处于最大值,此时水对压力传感器的压力为:F 2=6 N,第3 s时,圆柱体A沉底,绳子无拉力,容器底部对压力传感器产生的竖直向上的压力、水的压力F 2和圆柱体A的重力作用,由于水的深度没有改变,则水产生的压力不变为F 2,根据受力平衡可知,容器底对圆柱体A 的支持力:FN=
37、F压 大-F 2=10 N-6 N=4 N,圆柱体A 的重力:G=FN+F浮=4 N+4 N=8 N,则圆柱体A 的质量:m=g=0.8 k g,g 10N/kg圆柱体A 的密度:p=2 H=2 退 一=2 X 1 03k g/m V 4X104m3故答案为:2;2 X 10 3。【点评】此题考查浮力的大小计算、压力及重力与压力的区别,同时涉及到重力、密度公式的应用等,是一道力学综合题,难度较大,读懂图像,并能从图像中获取相关信息是关键。10.(2 0 2 1岳麓区校级三模)如 图 1所示,为了打捞铁牛,人们用两艘大船装满泥沙,用铁索将铁牛拴到大船上,然后卸掉船里的泥沙,随着船逐渐上浮,铁牛在
38、河底淤泥中被拉了出来.其模型如图甲所示,已知物体A 是边长为0.1m 的正方体,物 体 B 的底面积为0.0 4 m2,高为0.5m,质量为10 k g,现将A B 用细线连接,细线拉直但无拉力,此时水深50 cm,容器的底面积0.12 0?.(已知细线不伸长,A 底部未与池底完全贴合),物体A受到的浮力为 1 0 N;细线拉直但无拉力时,水对物体A下表面的压力为 4 0 N:然后沿水平方向切物体B,切去的高度Ah与细线的拉力F拉的关系如图2乙所示.,当物即 图2【考点】浮力大小的计算:阿基米德原理的应用.【专题】浮力;分析、综合能力.【分析】(1)先求出物体A的体积,进而得出浸没时排开水的体
39、积,然后根据阿基米德原理求出物体A受到的浮力。(2)根据题意求出物体A上表面距水面的距离,然后根据 p=p g h 求出上表面受到水的压强,再根据压强的变形公式求出上表面受到水的压力。(3)先求出物体B的重力,然后根据阿基米德原理求出物体B浸入水中的深度,当物体 A下底面到容器底距离为h=0 1 m 时,而水的体积不变,即水面降低的体积等于物体A下底面水的体积,进而求出水面降低的高度,进而根据阿基米德原理求出此时的浮力,对物体B受力分析,其受到重力、浮力和绳的拉力,由力的平衡条件得,物 体 B剩余的重力,进而求得剩余B的质量。【解答】解(1)物体A的体积为:VA=LA3=(0.lm)3=0.0
40、01m3物体A全部浸入液体中时:V=VA=0.001m3则物体A受到的浮力:尸浮=P 水gV排=1 X103kg/m3X 10N/kgX0.001m3=10N(2)根据题意可知,A的上表面距水面的距离为:h=5 O X 1 0 2m -0.1 m=0.4 mA的上表面受到水的压强为:p j-=P 水gh上=1 X 1 03kg/m3X 10N/kgX Q _ 4m=4000Pg由可得,A的上表面受到水的压力为:Fj-=pj-SA=4000PaX(0.lm)2=40N即水对物体A下表面的压力为4 0 N。(3)物体B的重力为:GB=mBg =1 O k g X 1 O N/k g =1 0 0
41、N开始时,细线拉直但无拉力,此时物体B处于漂浮状态,由漂浮条件可知,B受到的浮力为:尸 浮 8 =6 8=1 0(由阿基米德原理可得:F浮B=p水 g V 排=p水 g h 浸BSB则物体B浸入水中的深度为:F浮BICON与物 p 水 g$B IX 103kg/m3X 10N/kgX 0.04m2 0-沿水平方向切物体B.B 的重力减小,细线上产生拉力,当拉力增大到一定值时,会拉动 A 物体向上运动;当物体A 下底面到容器底距离为h=0.1m 时,而水的体积不变,即水面降低的体积等于物体A 下底面水的体积,即有:S 容卜=411(S 容-SB)代入数据后解得h=0.15m,此时物体B 浸入水中
42、的体积为:V*;B=SB(ha B-A h)=0.04m2X(0.25m-0.15m)=0.004m3此时物体B 受到的浮力为:F浮B=P 水 8丫 排B=1X la k g/m x iO N/k g X O.004m3=40N对物体B 受力分析,其受到重力、浮力和绳子的拉力,由力的平衡条件得,物体B 剩余的重力为:GB=F 浮 B-F=40N-10N=30N则物体B 剩余部分的质量为:g 10N/kg=3kg。故答案为:10;40;3.【点评】本题是一道力学综合应用题,涉及到重力公式、密度公式、阿基米德原理以及力的平衡等,难点是第(3)问,从图象找到相关信息并利用力的平衡是解题的关键。考点卡
43、片1.密度的计算【知识点的认识】(1)密度的公式:p=g(p 表示密度、m 表示质量、V表示体积)(2)密度公式变化:m =p V、V=LP【命题方向】利用公式计算出密度来鉴别物质,利用控制变量法分析函数图来比较密度的大小.例 1:有不同物质组成的甲乙两个体积相同的实心物体,质量之比是2:3,这两种物质的密度值比是()A.2:3 B.3:2 C.1:1 D.以上答案都不对分析:解答此题的关键是学生明确甲乙两个体积相同,根据密度公式即可得出答案.解:由V,p=V 乙,m田 n 可 得P田巴=。2,故选项A正确;故选A.3 P 乙 3点评:此题主要考查学生对密度公式的理解与掌握,此题比较简单,是密
44、度计算题的基础,因此是一道基础题.例 2:小明郊游时捡到一块外形不规则的石头.为了测定它的密度,小明称出石头和一个盛满水的容器的质量分别为0.56kg、2 kg,然后将石头轻轻放入容器中,又测出了容器的总质量为2 3 6kg.(石头吸水不计,g 取 1 0 N/kg)求:(1)石头的体积;(2)石头的密度;(3)若石头吸水,所测石头的密度是偏大还是偏小,为什么?分析:由题意可知,石头的体积等于它排开水的体积,所以根据盛满水的容器溢出的水求出石头的体积;根据密度公式求出石块的密度;若石头吸水,则石块排开水的体积减小,由此判断所测石头的密度值的情况.解:(1)排出水的质量为:0 1 排=(0.56
45、kg+2 kg)-2.3 6kg=0.2 kg;石块完全浸没AV?J=V 推=_ !L=-2 1 2 -2 X 1 0-4m3;P 水 l.O X l C kg/m?(2)石头的密度:p 小=眄=-.56kg_=2.8 X 1 03kg/m3:V 石 2X10%(3)由于石块吸水,导致排出水的体积小于石头的体积;根据p=可知,石头的密度偏大.V答:(1)石头的体积为2 X l(f 4m3;(2)石头的密度为2.8 X l()3 kg/m3;(3)偏大,由于石块吸水,导致排出水的体积小于石头的体积,根据p=E 可知,石头的密度偏大.V点评:本题考查了密度公式的应用.关键是知道石头浸没水中时,排开
46、水的体积等于石头的体积;石头吸水时,排出水的体积小于石头的体积.【解题方法点拨】对于密度公式,还要从以下四个方面理解:(1)同种物质,在一定状态下密度是定值,它不随质量大小或体积大小的改变而改变.当其质量(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也随着增大几倍,而比值是不变的.因此,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比;(2)具有同种物质的物体,在同一状态下,体积大的质量也大,物体的体积跟它的质量成正比;(3)具有不同物质的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比上m2 P 2(4)具有不同物质的物体,在质量相同的条件下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它V.
47、P 1的密度成反比=V2 P22.压力及重力与压力的区别【知识点的认识】(1)压力:垂直作用在物体表面上的力叫做压力.(2)产生的条件:压力是相互接触的物体因相互挤压使物体发生形变时在接触面之间产生的力.(3)方向:压力的方向与受力物体的表面垂直且指向受压物体.例如按图钉,其方向可以与墙面垂直,与天花板垂直,也可以与水平桌面垂直,无论这个面如何放置,压力的方向总是要与接触面垂直的.(4)作用点:压力的作用点在受压物体的表面上.(5)辨析:重力和压力的区别(6)影响压力作用效果的因素:压力和受力面积.受力面积一定时,压力越大,压力的作重力压力定义由于地球的吸引而使物体受到的力垂直作用在物体表面上
48、的力产生原因由于地球的吸引而产生由于物体对物体的挤压而产生方向总是竖直向下垂直于受压面且指向被压物体作用点物体的重心在受压物体的表面上施力物体地球对受力物体产生挤压作用的物体联系在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力注意点压力不一定是由于物体受到重力而引起的物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.【命题方向】主要从这几个方面命题:(1)压力与重力的区别方面出选择题;(2)利用压力的作用效果方面来体现控制变量法;(3)作图题:重力、压力的示意图例1:放在水平桌面上的茶杯,对桌面有
49、压力,下列有关“茶杯对桌面压力”的说法中,正确 的 是()A.茶杯对桌面的压力就是重力B.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的C.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的分析:物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力,但不能说就是重力.压力是由于物体的形变而产生的.解:A、茶杯对桌面的压力,施力物体是茶杯,受力物体是桌面;茶杯受到的重力的施力物体是地球,受力物体是茶杯.两个力的施力物体和受力物体都不相同,所以这两个力不是同一个力,但两者大小相等;故 A 错误;B、茶杯对桌面的压力,是茶杯对桌面施加了一个作用,故施力物体是茶杯,受力
50、物体是桌面.故 B 错误.CD、当茶杯放在水平桌面上时,由于桌面对茶杯施加了一个向上的支持力,使茶杯底部发生微小的弹性形变,从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力,即茶杯对桌面的压力.故C 正确.D 错误.故选C.点评:(1)此题考查了弹力的产生、压力与重力的区别、力的定义等知识点.(2)放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力,但压力永远不会是重力.(3)哪个物体对别的物体施加了压力,该物体就发生了弹性形变.例 2:如图所示,水平桌面上放着甲、乙、丙三个底面积相同的容器,若在三个容器中装入质量相等的水,三个容器底部所受水的压力()A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.样 大分析:由图可知,