第6.6講 壓強(qiáng)與浮力之繩桿模型專題-2023年中考物理一輪命題點(diǎn)詳解復(fù)習(xí)課件

中考物理一輪復(fù)習(xí)第6.6講

壓強(qiáng)與浮力繩桿模型專題命題點(diǎn)梳理命題點(diǎn)1繩拉力向上類型命題點(diǎn)2繩拉力向下類型命題點(diǎn)3繩拉力向上向下結(jié)合類型命題點(diǎn)4輕桿結(jié)合加水放水類型不同類型的物體受力情況G物F浮F拉G物F浮F拉G物F浮F拉G物F浮F拉繩拉力向上繩拉力向下繩拉力向上向下結(jié)合桿模型輕桿模型和繩模型受力分析情況類似，不同之處的桿施加的力可以是支持力也可以是拉力，故先分析浮力和重力，最后根據(jù)物體的平衡狀態(tài)分析拉力的方向和大小。不同類型的固體壓力壓強(qiáng)求解甲固體壓力壓強(qiáng)指容器對(duì)桌面的壓力和壓強(qiáng)：①先求壓力：甲圖F固=G水+G物+G容-F拉；

乙、丙圖F固=G水+G物+G容；②再求壓強(qiáng)：P固=F固/S容。乙丙不同類型的液體壓力壓強(qiáng)求解甲液體壓力壓強(qiáng)指液體對(duì)容器底的壓力和壓強(qiáng)：法一：①先求壓強(qiáng)：P液=ρ液gh；F液=P液S容。法二：①先求壓力：F液=G水+F浮【前提：柱形容器】

②再求壓強(qiáng)：P液=F液/S容。乙丙題1.如圖甲所示，長(zhǎng)方體金屬塊在細(xì)繩豎直向上拉力的作用下從水中開始一直豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，上升到離水面一定的高度處。圖乙是繩子拉力F隨時(shí)間t變化的圖像，取g＝10N/kg。根據(jù)圖像信息，下列判斷正確的是（）A.該金屬塊重力的大小為34NB.浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小是20NC.在t1至t2時(shí)間段金屬塊在水中受到的浮力逐漸增大D.該金屬塊的密度是1.7×103kg/m3命題點(diǎn)1：繩拉力向上類型解：首先是解析圖像：圖乙是拉力隨時(shí)間變化圖，分為三段，第一段拉力較小保持不變，此時(shí)物體浸沒水中浮力保持不變；第二段物體逐漸露出，浮力變小拉力變大；第三段物體全部露出，拉力等于重力保持不變。故重力為54N；浸沒時(shí)浮力用稱重法求得為20N；根據(jù)重力求出質(zhì)量5400g；根據(jù)浸沒時(shí)的浮力求出體積2000cm3，求得密度為2.7g/cm3。B題2.（2022黔西南）一個(gè)質(zhì)量忽略不計(jì)、底面積為100cm2的容器中裝有2kg水，放在水平桌面上。將一個(gè)石塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5.6N，慢慢將石塊浸沒在水中，不接觸杯壁和杯底，水無(wú)溢出，穩(wěn)定后，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.8N。求:

（1）石塊所受的浮力F??；

（2）石塊的密度ρ；

（3）在如圖所示狀態(tài)下，容器底對(duì)桌面的壓強(qiáng)p。解：(1)F浮=G物-F拉=5.6N-2.8N=2.8N；(2)由F浮=ρ水gV排=ρ水gV物求出物體體積V物=2.8N÷1×103kg/m3÷10N/kg=280cm3；

物體的密度ρ物=m物/V物=560g/280cm3=2g/cm3；(3)容器對(duì)桌面的壓力F固=G水+G物+G容-F拉=20N+5.6N-2.8N=22.8N；P固=F固/S容=22.8N÷0.01m2=2280Pa。命題點(diǎn)1：繩拉力向上類型題3.（2022重慶）底面積為150cm2、重3N、盛水4cm深且足夠高的薄壁柱形容器置于水平桌面上，如圖所示，將底面積為50cm2、質(zhì)量為450g、密度為0.9g/cm3的不吸水圓柱體用輕質(zhì)細(xì)線掛在測(cè)力計(jì)下，由圖示位置緩慢向下浸入水中，直至測(cè)力計(jì)示數(shù)為0N后，只取走測(cè)力計(jì)，再打開閥門K向外放水。求：（1）圓柱體的體積；（2）圓柱體下降過(guò)程中，當(dāng)其浸入水中的深度為2cm時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)；命題點(diǎn)1：繩拉力向上類型解：(1)V物=m固/ρ物=450g÷0.9g/cm3=500cm3；(2)物體浸入體積V浸=S物h浸=2cm×50cm2=100cm3；

由F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N；

F拉=G物-F浮=4.5N-1N=3.5N；題3.（2022重慶）底面積為150cm2、重3N、盛水4cm深且足夠高的薄壁柱形容器置于水平桌面上，如圖所示，將底面積為50cm2、質(zhì)量為450g、密度為0.9g/cm3的不吸水圓柱體用輕質(zhì)細(xì)線掛在測(cè)力計(jì)下，由圖示位置緩慢向下浸入水中，直至測(cè)力計(jì)示數(shù)為0N后，只取走測(cè)力計(jì)，再打開閥門K向外放水。求：（3）當(dāng)放水至容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為800Pa時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)。命題點(diǎn)1：繩拉力向上類型解：(3)容器對(duì)桌面的壓力F固=P固S容=800Pa×1.5×10-2m2=12N；測(cè)力計(jì)取走后，物體漂浮，此時(shí)容器對(duì)桌面的壓力F固=G水+G物+G容；從而解得G水=F固-G物-G容=12N-4.5N-3N=4.5N；則V水=450cm3；通過(guò)計(jì)算會(huì)發(fā)現(xiàn)水量過(guò)少，物體沉底無(wú)法漂浮，h水=V水/S側(cè)=450cm3/100cm3=4.5cmP液=ρ液gh水=1×103kg/m3×10N/kg×4.5×10-2m=450Pa。題4.如圖7所示，正方體木塊漂浮在水面上，有總體積的1/5露出水面，不可伸長(zhǎng)的懸繩處于松弛狀態(tài)。已知繩子能承受的最大拉力為5N，木塊邊長(zhǎng)為0.1m，容器底面積為0.04m2，容器中水足夠多，容器底有一閥門K。求：(1)木塊的密度為多少kg/m3?(2)打開閥門使水緩慢流出，當(dāng)細(xì)繩斷裂前一瞬間關(guān)閉閥門，此時(shí)木塊排開水的體積為多少m3?命題點(diǎn)1：繩拉力向上類型解：(1)物體漂浮時(shí)，浸入4/5，利用重力等于浮力即ρ物gV物=ρ水gV排推導(dǎo)出ρ物/ρ液=V浸/V物；故ρ物=4ρ水/5=0.8g/cm3=0.8×103kg/m3；(2)根據(jù)密度和體積求出物體重力G物=ρ物gV物=8N；繩斷裂瞬間，拉力為5N，則物體的浮力F浮=G物-F拉=8N-5N=3N；題4.如圖7所示，正方體木塊漂浮在水面上，有總體積的1/5露出水面，不可伸長(zhǎng)的懸繩處于松弛狀態(tài)。已知繩子能承受的最大拉力為5N，木塊邊長(zhǎng)為0.1m，容器底面積為0.04m2，容器中水足夠多，容器底有一閥門K。求：(2)打開閥門使水緩慢流出，當(dāng)細(xì)繩斷裂前一瞬間關(guān)閉閥門，此時(shí)木塊排開水的體積為多少m3?(3)在細(xì)繩斷裂后立刻關(guān)閉閥門，木塊再次漂浮時(shí)，容器底受到水的壓強(qiáng)與繩斷裂前的瞬間相比改變了多少Pa?命題點(diǎn)1：繩拉力向上類型解：由F浮=ρ水gV排變形求得V排=F浮/ρ水g=300cm3；(3)物體再次漂浮時(shí)，浸入800cm3；引起液面升高量△h=△V排/S容=(800cm3-300cm3)/400cm2=1.25cm；△P液=ρ液g△h水=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-2m=125Pa。題5.水平地面上有底面積為300cm2、不計(jì)質(zhì)量的薄壁盛水柱形容器A，內(nèi)有質(zhì)量為400g、邊長(zhǎng)為10cm、質(zhì)量分布均勻的正方體物塊B，通過(guò)一根長(zhǎng)10cm的細(xì)線與容器底部相連，此時(shí)水面距容器底30cm(如圖)。計(jì)算可得出（）

A.繩子受到的拉力為14N

B.容器對(duì)水平地面的壓力是90N

C.剪斷繩子，待物塊靜止后水對(duì)容器底的壓強(qiáng)變化了200Pa

D.剪斷繩子，待物塊靜止后水平地面受到的壓強(qiáng)變化了200Pa命題點(diǎn)2：繩拉力向下類型解：物體重力為4N，由F浮=ρ水gV排求得浸沒時(shí)浮力為10N，F(xiàn)拉=F浮-G物=4N，A錯(cuò)誤；根據(jù)此時(shí)液面高度求出水量為V水=S容h水-V浸=9000cm3-1000cm3=8000cm3；不計(jì)容器重力，則容器對(duì)桌面的壓力F固=G水+G物=80N+4N=84N，B錯(cuò)誤；題5.水平地面上有底面積為300cm2、不計(jì)質(zhì)量的薄壁盛水柱形容器A，內(nèi)有質(zhì)量為400g、邊長(zhǎng)為10cm、質(zhì)量分布均勻的正方體物塊B，通過(guò)一根長(zhǎng)10cm的細(xì)線與容器底部相連，此時(shí)水面距容器底30cm(如圖)。計(jì)算可得出（）

A.繩子受到的拉力為14N

B.容器對(duì)水平地面的壓力是90N

C.剪斷繩子，待物塊靜止后水對(duì)容器底的壓強(qiáng)變化了200Pa

D.剪斷繩子，待物塊靜止后水平地面受到的壓強(qiáng)變化了200Pa命題點(diǎn)2：繩拉力向下類型解：剪斷繩子物體漂浮，容器對(duì)桌面的壓力F固=G水+G物保持不變，壓強(qiáng)不變，D錯(cuò)誤；物體漂浮時(shí)，F(xiàn)浮=G物=4N，求出浸入液體體積400cm3；引起液面升高量△h=△V排/S容=(1000cm3-400cm3)/300cm2=2cm；△P液=ρ液g△h水=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-2m=200Pa，故C正確。C命題點(diǎn)2：繩拉力向下類型題6.（2022南充）一個(gè)底面積S1=0.01m2的不吸水的圓柱體用細(xì)線拴在容器底部，長(zhǎng)方體容器內(nèi)部底面積為S2=0.1m2，水面與圓柱體上表面恰好相平，如圖甲所示，現(xiàn)將水緩慢放出，圓柱體底部受到的液體壓強(qiáng)p隨著容器中水的深度h變化的圖像如圖乙所示，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg。（1）求圓柱體的重力G和密度ρ物；（2）若不將水放出，只剪斷細(xì)線，圓柱體靜止后，與剪斷細(xì)線前相比，液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)減少了多少？解析題目：圖像類型首先解析圖像，水逐漸減少，物體逐漸露出，浮力減小，拉力減小，但物體的位置不動(dòng)，則對(duì)物體底部的壓強(qiáng)逐漸減?。划?dāng)拉力變?yōu)?之后，物體重力等于浮力，水逐漸減少時(shí)，物體保持漂浮狀態(tài)隨液體一起下降，故對(duì)物體底部的壓強(qiáng)不變；物體觸底后水再減少，物體保持不動(dòng)受浮力重力和支持力，故對(duì)物體底部的壓強(qiáng)變?。幻}點(diǎn)2：繩拉力向下類型題6.（2022南充）一個(gè)底面積S1=0.01m2的不吸水的圓柱體用細(xì)線拴在容器底部，長(zhǎng)方體容器內(nèi)部底面積為S2=0.1m2，水面與圓柱體上表面恰好相平，如圖甲所示，現(xiàn)將水緩慢放出，圓柱體底部受到的液體壓強(qiáng)p隨著容器中水的深度h變化的圖像如圖乙所示，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg。（1）求圓柱體的重力G和密度ρ物；（2）若不將水放出，只剪斷細(xì)線，圓柱體靜止后，與剪斷細(xì)線前相比，液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)減少了多少？解：(1)中間段物體漂浮，受到水對(duì)下表面壓強(qiáng)900Pa；G物=F浮1=p向上S物=900Pa×0.01m2=9N；放水之前，水對(duì)物體下表面壓強(qiáng)為1500Pa，根據(jù)P液=ρ液gh水解得物體高度為15cm；V物=h物S物=1500cm3；ρ物=m物/V物=0.9kg÷1.5×10-3m3=0.6×103kg/m3；命題點(diǎn)2：繩拉力向下類型題6.（2022南充）一個(gè)底面積S1=0.01m2的不吸水的圓柱體用細(xì)線拴在容器底部，長(zhǎng)方體容器內(nèi)部底面積為S2=0.1m2，水面與圓柱體上表面恰好相平，如圖甲所示，現(xiàn)將水緩慢放出，圓柱體底部受到的液體壓強(qiáng)p隨著容器中水的深度h變化的圖像如圖乙所示，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg。（1）求圓柱體的重力G和密度ρ物；（2）若不將水放出，只剪斷細(xì)線，圓柱體靜止后，與剪斷細(xì)線前相比，液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)減少了多少？解：(2)放水之前，水對(duì)物體下表面壓強(qiáng)為1500Pa，同理求得F浮1=15N；求出物體浸沒時(shí)體積1500cm3；漂浮時(shí)物體浸入液體體積900cm3；引起液面升高量△h=△V排/S容=(1500cm3-900cm3)/1000cm2=0.6cm；△P液=ρ液g△h水=1×103kg/m3×10N/kg×6×10-3m=60Pa。關(guān)鍵：解析圖像題7.如圖所示，在盛有水、底面積為S1的圓柱形容器內(nèi)放有一木塊A，A的底面積為S2，在木塊A的下方用輕質(zhì)細(xì)線懸掛一體積與之相同的金屬塊B，金屬塊B浸沒在水內(nèi)，而木塊A剛好浸沒在水中，水面正好與容器口相齊，某瞬間細(xì)線突然斷開，待穩(wěn)定后水面下降了h1；然后取出金屬塊B，水面又下降了h2；最后取出木塊A，水面又下降了h3，以下判斷錯(cuò)誤的是（）A.木塊A的體積為(h1＋h3)S1B.A與B的密度比為h3∶(h1＋h2)命題點(diǎn)3：繩拉力向上向下組合類型解：題目已知各情境的液面高度變化，重點(diǎn)應(yīng)用液面變化量△h=△V排/S容解析各個(gè)體積；A離開水，導(dǎo)致液面下降兩次，即△h=h1+h3，根據(jù)△h=△V排/S容求得VA=△V排=S容△h=S1(h1+h3)，故A正確；題7.如圖所示，在盛有水、底面積為S1的圓柱形容器內(nèi)放有一木塊A，A的底面積為S2，在木塊A的下方用輕質(zhì)細(xì)線懸掛一體積與之相同的金屬塊B，金屬塊B浸沒在水內(nèi)，而木塊A剛好浸沒在水中，水面正好與容器口相齊，某瞬間細(xì)線突然斷開，待穩(wěn)定后水面下降了h1；然后取出金屬塊B，水面又下降了h2；最后取出木塊A，水面又下降了h3，以下判斷錯(cuò)誤的是（）A.木塊A的體積為(h1＋h3)S1B.A與B的密度比為h3∶(h1＋h2)命題點(diǎn)3：繩拉力向上向下組合類型解：A漂浮時(shí)，重力等于浮力GA=F浮A=ρ水gVA浸=ρ水gS1h3；拉力值等于線斷前后A的浮力變化量，即F拉=ρ水g△VA浸=ρ水gS1h1；線斷前，B重力等于B的浮力和線拉力之和GB=F浮B+F拉=ρ水gVB浸+F拉=ρ水gS1h2+ρ水gS1h1；AB密度比為二者質(zhì)量比即重力比，故B正確。題7.如圖所示，在盛有水、底面積為S1的圓柱形容器內(nèi)放有一木塊A，A的底面積為S2，在木塊A的下方用輕質(zhì)細(xì)線懸掛一體積與之相同的金屬塊B，金屬塊B浸沒在水內(nèi)，而木塊A剛好浸沒在水中，水面正好與容器口相齊，某瞬間細(xì)線突然斷開，待穩(wěn)定后水面下降了h1；然后取出金屬塊B，水面又下降了h2；最后取出木塊A，水面又下降了h3，以下判斷錯(cuò)誤的是（）C.A與B的總質(zhì)量為ρ水S1(h1＋h2＋h3)D.要把漂浮的木塊A再次壓沒在水中，其上所放鐵塊的質(zhì)量最小為ρ水(S2－S1)h1命題點(diǎn)3：繩拉力向上向下組合類型解：使漂浮的A再次浸沒，放的物體重力等于物A的浮力增大量，即G鐵=△F浮=ρ水g△V排=ρ水gS1h1，故D錯(cuò)誤；斷線前AB漂浮，總重力等于總浮力，GA+B=F浮總=ρ水g△V排=ρ水gS1(h1+h2+h3)，C正確。D命題點(diǎn)3：繩拉力向上向下組合類型題8.（2022貴港）如圖所示，水平地面上放置一個(gè)底面積為0.03m2薄壁圓柱形容器，容器側(cè)面靠近底部有一控制出水的閥門K。邊長(zhǎng)為0.1m的正方體木塊A體積的9/10浸入水中，下方用細(xì)線TB系有重為3N的合金球B，B的體積是A體積的0.1倍。木塊A上方的懸線TA能承受的最大拉力為5N，此時(shí)懸線TA處于松弛狀態(tài)。（容器內(nèi)的水足夠深，不計(jì)細(xì)線的體積和質(zhì)量，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）木塊A受到的浮力大??；（2）細(xì)線TB對(duì)合金球B的拉力大??；解：(1)物體A體積為1×10-3m3，A受到浮力F浮A1=ρ水gV排=ρ水g9VA/10=9N;(2)根據(jù)題意求出B體積為1×10-4m3，B受到浮力F浮B=ρ水gVB=1N；則繩對(duì)B物體的拉力FB拉=G物B-F浮B=3N-1N=2N；除此還可以解出GA=F浮A1-FB拉=9N-2N=7N；命題點(diǎn)3：繩拉力向上向下組合類型題8.（2022貴港）如圖所示，水平地面上放置一個(gè)底面積為0.03m2薄壁圓柱形容器，容器側(cè)面靠近底部有一控制出水的閥門K。邊長(zhǎng)為0.1m的正方體木塊A體積的浸入水中，下方用細(xì)線TB系有重為3N的合金球B，B的體積是A體積的0.1倍。木塊A上方的懸線TA能承受的最大拉力為5N，此時(shí)懸線TA處于松弛狀態(tài)。（容器內(nèi)的水足夠深，不計(jì)細(xì)線的體積和質(zhì)量，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（3）打開閥門K使水緩慢流出，當(dāng)懸線TA斷裂的一瞬間關(guān)閉閥門K，此時(shí)木塊A排開水的體積為多少？（4）若在懸線TA斷裂一瞬間關(guān)閉閥門K同時(shí)剪斷細(xì)線TB，待木塊A再次靜止漂浮時(shí)，與懸線TA斷裂的瞬間相比，容器底受到水的壓強(qiáng)改變了多少？解：(3)繩A斷裂瞬間對(duì)A拉力向上為5N，由(1)知物體A重力與繩B的拉力之和為9N；F浮A2=G物A+FB拉-FA拉=9N-5N=4N；根據(jù)F浮A=ρ水gV排A求得浸入體積為400cm3；(4)物體A再次漂浮，F(xiàn)浮A3=GA=7N，浸入體積變?yōu)?00cm3，故液面升高量△h=△V排/S容=(700cm3-400cm3)/300cm2=1cm；用△P液=ρ液g△h水=100Pa。題9.如圖甲所示，物體A是邊長(zhǎng)為10cm的正方體，桿B一端固定在容器底，一端連著A?，F(xiàn)緩慢向容器中加水至A浸沒為止，桿B對(duì)物體A的作用力大小F隨水深變化的圖像如圖乙所示。已知容器底面積為200cm2，且不計(jì)桿的質(zhì)量和體積。(1)物體A的重力為多少N?(2)當(dāng)桿對(duì)物體的作用力為3N時(shí)，加水質(zhì)量為多少g?命題點(diǎn)4：輕桿結(jié)合加水放水類型解：圖像類型首先解析圖像，第一段圖像桿對(duì)物體是向上的支持力且不變，此時(shí)支持力等于重力，沒有浮力；第二段圖像浮力向上且逐漸變大，故桿對(duì)物體向上支持力變小；當(dāng)浮力等于重力后，浮力