壓強(qiáng)與浮力 計算題(物理)-2021年中考科學(xué)復(fù)習(xí)之突破訓(xùn)練_第1頁
壓強(qiáng)與浮力 計算題(物理)-2021年中考科學(xué)復(fù)習(xí)之突破訓(xùn)練_第2頁
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文檔簡介

中考物理復(fù)習(xí)之專題突破訓(xùn)練《專題二:壓強(qiáng)與浮力》計算題

1.(2019?南京)2019年,我國航天事業(yè)取得了世界矚目的又一項成就一一“玉兔二號”月

球車成功登陸月球背面。圖示為科技館展廳內(nèi)“玉兔二號”月球車的模型,質(zhì)量為36依。

(1)模型車靜止在水平地面上時,它對地面的壓力為多少牛?(g取10N/Zg)

(2)若車輪與地面的總接觸面積為400c〃?2,則車對地面的壓強(qiáng)為多少帕?

2.(2019?重慶)小楊選擇了兩個高度分別為10a”和6cm,底面積SA:S8=1:3的實心均勻

的圓柱體A、B進(jìn)行工藝品搭建,A、8置于水平桌面上,如圖1所示。他從力的上表面

沿水平方向截取高為力的圓柱塊,并將截取部分平放在B的中央,則AB對桌面的壓強(qiáng)隨截

取高度〃的變化關(guān)系如圖2所示,求:

(1)圓柱體A的密度;

(2)從A截取〃=6c帆的圓柱塊平放在8的中央,8對桌面的壓強(qiáng)增加量;

(3)圖2中a的值。

3.(2019?黃浦區(qū)一模)如圖所示,面積為的水平桌面的正中央放著一個底面積為

nOOcm2,重為30N的圓形魚缸。魚缸內(nèi)裝有深0.2加,質(zhì)量為27依的水。求(夕水取

1.0xl03^/m3,g取ION/kg)

(1)魚缸底部受到的水的壓強(qiáng);

(2)水對魚缸底部的壓力;

(3)魚缸對桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng)。

4.(2019?海淀區(qū)一模)如圖,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上靜止,容器底面

積為0.05濟(jì),容器和水總重為30N.木塊A放在水中后處于漂浮狀態(tài),此時A浸在水中的

體積為2.5x10-4v,容器中水深為5cm。g取10N/kg,水的密度為1.0x1031/病,求:

(1)木塊A受到的浮力耳?;

(2)放入木塊A后水對容器底部的壓強(qiáng)p;

(3)放入木塊A后容器對桌面的壓強(qiáng)p案。

5.(2019?福建)將平底薄壁直圓筒狀的空杯,放在飲料機(jī)的水平杯座上接飲料。杯座受到

的壓力F隨杯中飲料的高度h變化的圖象如圖。飲料出口的橫截面積E=O.8c/?2,飲料流出

的速度v=50a〃/s,杯高”=10c,〃,杯底面積S2=30CM,g取10N/&g“

(1)裝滿飲料時,杯底受到飲料的壓力為多大?

(2)飲料的密度為多大?

(3)設(shè)杯底與杯座的接觸面積也為S?,飲料持續(xù)流入空杯5s后關(guān)閉開關(guān),杯對杯座的壓強(qiáng)

為多大?

6.(2019?孝感)水平桌面上有一容器,底面積為100c/,容器底有一個質(zhì)量為132g、體

積120cm3的小球,如圖甲所示(Ok=1.0xl0"g/〃[3,g=[0N/kg)

(1)向容器中注入質(zhì)量為1.6僅的水時,水深13cm,如圖乙所示,求水對容器底的壓強(qiáng);

(2)再向容器中慢慢加入適量鹽并攪拌,直到小球懸浮為止,如圖丙所示,求此時鹽水的

密度4;

(3)繼續(xù)向容器中加鹽并攪拌,某時刻小球靜止,將密度計放入鹽水中,測得鹽水的密度

Pi=1.2x10"g/〃『,求小球浸入鹽水的體積。

7.(2019?黃岡)具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的、亞洲超大重型自航絞吸船“天鰥號”(圖甲),

可用于挖掘水下泥土、砂石等。其長140〃?、寬27.8〃?,滿載排水量為1700S。作業(yè)時,輸

送系統(tǒng)將水下挖掘的泥石等,通過輸送管輸送到指定地方。已知水的密度為LOxloMg/加,

g取10N/依。

(1)水面下4機(jī)處的船體上受到水的壓強(qiáng)是多少?

(2)若“天鯨號”漂浮在水面時排開水的體積為1.2xl04%3,則它受到的總重力是多少?

(3)某次作業(yè)時,水下重為G的泥沙沿著輸送管勻速運動,泥沙運動的高度與時間的關(guān)系

如圖乙所示。設(shè)輸送系統(tǒng)的總功率為P,效率為",泥沙在水平運動時受到輸送管的阻力為

請推導(dǎo)在水平運動過程中,泥沙速度的表達(dá)式。

8.(2019?百色)如圖所示,置于水平桌面上的一個上寬下窄、底面積為0.02M的薄壁容器

內(nèi)裝有質(zhì)量為4依的液體,將一個質(zhì)量為0.6/、體積為8X1CT4加的物體放入容器內(nèi),物體

漂浮在液面時有一半的體積浸在液體中,此時容器內(nèi)液體的深度為0.1加,求:

(1)物體受到的重力;

(2)容器內(nèi)液體的密度;

(3)容器內(nèi)液體對容器底部的壓強(qiáng)。

9.(2019?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25c加深的液體,

該液體對容器底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)為2000Pa(g取10N/Ag)。求:

(1)液體的密度;

(2)若將邊長為10所的正方體木塊放入圓柱形容器中如圖乙所示,木塊靜止時,有,的體

4

積露出液面,此時木塊受到的浮力大小;

(3)要使木塊浸沒至少需要施加多大向下的壓力。

25cm二一二一二-3?二一三一二--二一二一二一二一二一二-3?二

■二一二一二一二-三-三-____?二一二一二一二一二一二一二一二___

甲乙

10.(2019?懷化)某容器放在水平桌面上,盛有足量的水?,F(xiàn)將體積為1.25'|()7機(jī)3、質(zhì)量

為0.4依的實心正方體放入水中,正方體不斷下沉,直到沉底,如圖所示。(已知

「水=1.0xl0?g/%3,g=ION/kg)求:

(1)正方體受到的重力的大??;

(2)正方體浸沒在水中受到的浮力的大小胃;

(3)容器底部對正方體的支持力的大小和正方體對容器底部的壓強(qiáng)。

解答題

11.(2019?雁江區(qū)模擬)如圖所示,圓柱體甲和裝有適量某液體的圓柱形容器乙的底面積之

比為5:8,把它們平放在同一水平桌面上,在甲物體上,沿水平方向截取一段長為x的物體

A,并平穩(wěn)放入容器乙中,用力使物體A剛好浸沒在液體中(A不與容器乙接觸,液體無溢

出)。截取后,甲、乙對桌面的壓強(qiáng)隨截取長度X的變化關(guān)系如圖丙所示。已知甲的密度為

O.8xlO'kg/疝,(容器乙的壁厚和質(zhì)量均忽略不計,g取10N/kg),求:

(1)圓柱體甲截取前和容器乙中的液體的質(zhì)量比;

(2)圓柱體甲截取前對桌面的壓強(qiáng);

(3)容器乙中液體的密度。

12.(2019?西城區(qū)一模)閱讀以下材料,回答相關(guān)問題。

港珠澳大橋海底隧道

港珠澳大橋海底隧道,全長6.7公里,它由兩個人工島的隧道預(yù)埋段、33節(jié)巨型沉管、長

約12米重達(dá)6500噸的“最終接頭”拼接而成。隧道的海底部分長約5664米,最大安裝水

深超過40米。該隧道是我國建設(shè)的第一座外海沉管隧道,也是世界上最長的公路沉管隧道

和唯一的深埋沉管隧道。我國的獨創(chuàng)技術(shù)走在了沉管隧道技術(shù)的全球首位。

每節(jié)制作完成的巨型沉管(簡稱管節(jié)),其管道長180米,寬37.95米,高114米,排水量

達(dá)8萬噸,相當(dāng)于一艘航母。這些巨型沉管是怎樣被運送到海中沉放現(xiàn)場并下沉到指定地點

的呢?如圖是這一過程的示意圖。

甲圖:管節(jié)先被移動到船塢的淺塢區(qū),在其兩端安裝止水帶,在其內(nèi)部安裝可注入或排出海

水的壓載水系統(tǒng),并在管內(nèi)無水時將其兩端封閉。

乙圖:關(guān)閉兩個塢門,向船塢內(nèi)灌水使管節(jié)起浮,再將管節(jié)移至船塢的深塢區(qū)。

丙圖:船塢排水,至塢內(nèi)外水面相平后,打開塢門2。

丁圖:由大馬力拖輪將管節(jié)拖出船塢,并拖運至沉放現(xiàn)場。

戊圖:利用壓載水系統(tǒng)向管節(jié)內(nèi)灌水,使其下沉,并利用深水無人沉放定位系統(tǒng)調(diào)位。

塢門2

請回答下列問題:

(1)管節(jié)漂浮時,其上表面幾乎與水面齊平。請你估算:管節(jié)漂浮時受到的浮力約為—N。

(2)請你利用所學(xué)知識,試分析乙圖中管節(jié)起浮的原因。

(3)管節(jié)灌水沉放的原理與的工作原理相同。(選填“輪船”、“潛水艇”或“熱氣球”

參考答案與解析

1.(2019?南京)2019年,我國航天事業(yè)取得了世界矚目的又一項成就--“玉兔二號”月

球車成功登陸月球背面。圖示為科技館展廳內(nèi)“玉兔二號”月球車的模型,質(zhì)量為36依。

(1)模型車靜止在水平地面上時,它對地面的壓力為多少牛?(g取10N/依)

(2)若車輪與地面的總接觸面積為400cm,則車對地面的壓強(qiáng)為多少帕?

【考點】81:壓力及重力與壓力的區(qū)別;86:壓強(qiáng)的大小及其計算

【專題】11:計算題;581:壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng);573:重力、彈力、摩擦力

【分析】(1)模型車靜止在水平地面上時,它對地面的壓力等于其重力,利用G=mg求出;

(2)已知壓力和受力面積,利用p=£計算車對地面的壓強(qiáng)。

S

【解答】解:(1)模型車靜止在水平地面上時,它對地面的壓力:

F=G=mg=36kgxION/kg=360N。

(2)車對地面的壓強(qiáng):

答:(1)模型車靜止在水平地面上時,它對地面的壓力為360N;

(2)若車輪與地面的總接觸面積為400cm:則車對地面的壓強(qiáng)9x10,產(chǎn)“。

【點評】此題考查壓力及重力與壓力的區(qū)別、壓強(qiáng)的大小計算,關(guān)鍵是知道模型車靜止在水

平地面上時,它對地面的壓力等于其重力。

2.(2019?重慶)小楊選擇了兩個高度分別為10m和6cm,底面積梟:%=1:3的實心均勻

的圓柱體A、8進(jìn)行工藝品搭建,A、8置于水平桌面上,如圖1所示。他從A的上表面

沿水平方向截取高為〃的圓柱塊,并將截取部分平放在8的中央,則/W對桌面的壓強(qiáng)隨截

取高度〃的變化關(guān)系如圖2所示,求:

(1)圓柱體A的密度;

(2)從A截取〃=6c〃?的圓柱塊平放在3的中央,3對桌面的壓強(qiáng)增加量;

(3)圖2中a的值。

【考點】86:壓強(qiáng)的大小及其計算

【專題】581:壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng);11:計算題;21:信息給予題

【分析】(1)從A的上表面沿水平方向截取高為力的圓柱塊,并將截取部分平放在3的中央,

則A對桌面的壓強(qiáng)逐漸減小,B對桌面的壓強(qiáng)逐漸增加,判斷出的圖象;

讀出A、3開始的壓強(qiáng),根據(jù)p=算出圓柱體A、3的密度;

(2)從A截取4=6°〃的圓柱塊平放在3的中央,8對桌面的壓強(qiáng)增加量等于壓力增加量

和受力面積的比值。求出壓力增加量是關(guān)鍵。

(3)從圖象知,截取A后,把截取部分再疊加在B上,兩者的壓強(qiáng)相等,根據(jù)壓強(qiáng)相等列

出等式即可求出。的值。

【解答】解:

(1)從A的上表面沿水平方向截取高為力的圓柱塊,并將截取部分平放在8的中央,則A

對桌面的壓強(qiáng)逐漸減小,B對桌面的壓強(qiáng)逐漸增加,

可以判斷A的最初壓強(qiáng)是2000&,

均勻柱體對水平面的壓強(qiáng)p=pgh,則圓柱體A的密度:

2000P?

p=P==2x10、kgjnr,

“ghA1ON/xO.b?!

(2)從A截取〃=6c7"的圓柱塊的重力:叢G、=PAg叢h^A,已知梟:5"=1:3,

將圓柱塊平放在8的中央,8對桌面的壓強(qiáng)增加量:

人AA、,八八“一

=F_GA_pAg^hASA2x10kg/m'xlON/kgx6xl0-2m

pn=---=-----------------------------------------------------------------=^\A)rCl;

SBSBSB3

(3)由圖象知,3的最初壓強(qiáng)是12004,則由p=p的可得圓柱體B的密度:

1200出

PB「=2xlO%g/〃P

PB=

hTON/kgx0.06m

gB

由圖象知,截取高度a,剩下部分A和截取后疊加8的壓強(qiáng)相等,

即:PLPB,,

則有:pAg(O.lm-a)=083廿0n八£,,

SB

因為4=/,SA:SB=1:3(即/=3SA),

所以化簡代入數(shù)據(jù)可得:O.bH-〃=c0+%X3S[=5^=a+3x0.O6》,

3sA33

解得:a=0.03m=3cm。

答:(1)圓柱體A的密度是2x1(/依/機(jī)3;

(2)從A截取〃=6cm的圓柱塊平放在3的中央,8對桌面的壓強(qiáng)增加400R7;

(3)圖2中。的值是3。

【點評】圖象問題最近些年是非常常見的習(xí)題,從圖象中搜取數(shù)據(jù)是非常重要的。

3.(2019?黃浦區(qū)一模)如圖所示,面積為1病的水平桌面的正中央放著一個底面積為

1200a",重為30N的圓形魚缸。魚缸內(nèi)裝有深0.2根,質(zhì)量為27依的水。求(「水取

1.0x10'儂/加g取10N//g)

(1)魚缸底部受到的水的壓強(qiáng);

(2)水對魚缸底部的壓力;

(3)魚缸對桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng)。

【考點】89:液體的壓強(qiáng)的計算;86:壓強(qiáng)的大小及其計算

【專題】11:計算題;581:壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)

【分析】(1)知道魚缸內(nèi)水的深度,根據(jù)p=0g/z求出魚缸底部受到的水的壓強(qiáng);

(2)知道魚缸底部受到的水的壓強(qiáng)和圓形魚缸的底面積即受力面積,根據(jù)尸=°S求出水對

魚缸底部的壓力;

(3)根據(jù)水的質(zhì)量,根據(jù)G=〃琢求出水的重力,魚缸對桌面產(chǎn)生的壓力等于魚缸和水的重

力之和,根據(jù)p=(求出魚缸對桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng)。

【解答】解:(1)魚缸底部受到的水的壓強(qiáng):

p水=p水gh=1.0xIO,依/nrx1ON/x0.2m=2000Pa;

(2)由p=£可得,水對魚缸底部的壓力:

S

/=。水$=200QPaX1200X10-4m2=240N;

(3)魚缸對桌面產(chǎn)生的壓力:

F=G&="水g+G魚缸=27kgx10N/公+30N=300N,

魚缸對桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng):

F300N

p=——=--------:-r=2500尸ao

S1200x1()7,/

答:(1)魚缸底部受到的水的壓強(qiáng)為2000Pa;

(2)水對魚缸底部的壓力為240N;

(3)魚缸對桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng)為2500Pa。

【點評】本題考查了液體壓強(qiáng)公式和壓強(qiáng)定義式、重力公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是知道水平面上物

體的壓力和自身的重力相等,要注意受力面積等于魚缸與桌面的接觸面積。

4.(2019?海淀區(qū)一模)如圖,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上靜止,容器底面

積為0.05M,容器和水總重為30N.木塊A放在水中后處于漂浮狀態(tài),此時A浸在水中的

體積為2.5xl(r>,容器中水深為5c7”。g取lON/依,水的密度為l.OxloYg/加,求:

(1)木塊A受到的浮力餐;

(2)放入木塊A后水對容器底部的壓強(qiáng)0;

(3)放入木塊A后容器對桌面的壓強(qiáng)私。

【考點】86:壓強(qiáng)的大小及其計算;8P:浮力大小的計算;89:液體的壓強(qiáng)的計算

【專題】58:壓強(qiáng)和浮力;11:計算題

【分析】(1)知道A浸在水中的體積,根據(jù)/=求出木塊A受到的浮力;

(2)知道容器中水深,根據(jù)〃=求出放入木塊A后水對容器底部的壓強(qiáng);

(3)放入木塊A后木塊處于漂浮狀態(tài),受到的浮力和自身的重力相等,此時容器對桌面的

壓力等于水和容器、木塊的重力之和,根據(jù)求出容器對桌面的壓強(qiáng)。

S

【解答】解:(1)木塊A受到的浮力:

33_43

Fn=p^gV^=1.Ox10Jtg/wx107V/x2.5xIO//?=2.5N;

(2)放入木塊A后水對容器底部的壓強(qiáng):

p=p^gh=1.Ox105^/m'xlOAf/kgx0.05〃?=500Pa;

(3)由圖可知,木塊A漂浮,則A的重力G.=&=2.5N,

因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,

所以,放入木塊A后容器對桌面的壓力:

"=G總+G“=30N+2.5N=32.57V,

放入木塊A后容器對桌面的壓強(qiáng):

心32.5N

&~~S~~0.05m2=650Pao

答:(1)木塊A受到的浮力為2.5N;

(2)放入木塊A后水對容器底部的壓強(qiáng)為500P”;

(3)放入木塊A后容器對桌面的壓強(qiáng)為650&。

【點評】本題考查了阿基米德原理和液體壓強(qiáng)公式、物體浮沉條件、壓強(qiáng)定義式的應(yīng)用等,

關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等。

5.(2019?福建)將平底薄壁直圓筒狀的空杯,放在飲料機(jī)的水平杯座上接飲料。杯座受到

的壓力廠隨杯中飲料的高度6變化的圖象如圖。飲料出口的橫截面積H=0.8°川,飲料流出

的速度u=50c7n/s,杯高”=10c〃z,杯底面積S?=30c”/,g取10N/kg“

(1)裝滿飲料時,杯底受到飲料的壓力為多大?

(2)飲料的密度為多大?

(3)設(shè)杯底與杯座的接觸面積也為邑,飲料持續(xù)流入空杯5s后關(guān)閉開關(guān),杯對杯座的壓強(qiáng)

為多大?

F/N

O246810

【考點】81:壓力及重力與壓力的區(qū)別;86:壓強(qiáng)的大小及其計算;2A:密度的計算

【專題】62:應(yīng)用能力

【分析】(1)分析杯座受到的壓力/隨杯中飲料的高度。變化的圖象,可得出空杯對杯座的

壓力及飲料對杯座的壓力;

(2)根據(jù)密度的計算公式計算飲料的密度;

(3)先根據(jù),"=0丫計算出流入杯中飲料的質(zhì)量,再算出飲料對杯底的壓力及壓強(qiáng)。

【解答】解:

(1)由圖可知空杯對杯座的壓力:與=0.9N;

裝滿飲料時,杯對杯座的壓力:4=4.5N;

因杯子為平底薄壁直圓筒狀,

所以杯底受到飲料的壓力:F=Fl-F?=4.5N-0.9N=3.6N。

(2)飲料的質(zhì)量:3*6N=o.36kg;

ggION/kg

234

杯中飲料的體積:V=S2H=30cmx\0cm=3OOcw=3xl0-;

則飲料的密度:p=-=.0-3竽彳=1.2x10Yg/加;

V3x10m

(3)飲料持續(xù)流入空杯5s,則流入杯中飲料的質(zhì)量:

3-4

my=pSfVt=1.2x10』/mxO.SxlOnrx0.5m/sx5s=0.24kg;

此時飲料對杯底的壓力:F2=m1g=0.24《xlbN/kg=2.4N,

此時杯對杯座的壓強(qiáng):p=娛上娛=+=]1*IO》&。

42

S230x10w

答:(1)裝滿飲料時,杯底受到飲料的壓力為3.6N;

(2)飲料的密度為1.2xl()3儂/疝;

(3)設(shè)杯底與杯座的接觸面積也為邑,飲料持續(xù)流入空杯5s后關(guān)閉開關(guān),杯對杯座的壓強(qiáng)

為LlxlO,Pa。

【點評】本題考查了密度、質(zhì)量、重力、液體壓強(qiáng)公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是公式及其變形的靈活

運用,解題過程中要注意單位的換算。

6.(2019?孝感)水平桌面上有一容器,底面積為100cm2,容器底有一個質(zhì)量為132g、體

積120所'的小球,如圖甲所示(。水W.OxlO,&g//,g=i()N/儂)

(1)向容器中注入質(zhì)量為1.6依的水時,水深13cm,如圖乙所示,求水對容器底的壓強(qiáng);

(2)再向容器中慢慢加入適量鹽并攪拌,直到小球懸浮為止,如圖丙所示,求此時鹽水的

密度0;

(3)繼續(xù)向容器中加鹽并攪拌,某時刻小球靜止,將密度計放入鹽水中,測得鹽水的密度

p,=1.2x103kg/m3,求小球浸入鹽水的體積。

【考點】89:液體的壓強(qiáng)的計算;8S:物體的浮沉條件及其應(yīng)用;80:阿基米德原理的應(yīng)

【專題】11:計算題;581:壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng);584:浮沉的應(yīng)用

【分析】(1)根據(jù)〃=0"力求水對容器底的壓強(qiáng);

(2)求出小球的密度。根據(jù)懸浮條件即可判斷液體密度;

(3)根據(jù)浮沉條件可知小球處于漂浮狀態(tài),根據(jù)漂浮條件和Q=?水g/求小球浸入鹽水的

體積。

【解答】解:(1)水對容器底的壓強(qiáng):

3

p=p水gh=1x103Ag/mxION/kgx0.13m=1300Pa;

(2)圖丙所示,小球懸浮,貝I:

此時鹽水的密度p、=夕球=1.1g/cm3;

(3)由于.>%,則小球在密度為0的鹽水處于處于漂浮狀態(tài),

則耳字=G=mg=0.132kgx1ON/依=1.32N;

根據(jù)F評="水g%可得:

/__________1.32N________

=l.lxl0_4w3=110c/n\

02g1.2x103^//n3xION/kg

答:(1)水對容器底的壓強(qiáng)為1300尸〃;

(2)此時鹽水的密度2=1.lg/c加;

(3)小球浸入鹽水的體積為110c〃rL

【點評】本題考查液體壓強(qiáng)公式、阿基米德原理的運用,關(guān)鍵是浮沉條件的應(yīng)用。

7.(2019?黃岡)具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的、亞洲超大重型自航絞吸船“天鰥號”(圖甲),

可用于挖掘水下泥土、砂石等。其長140〃?、寬27.8〃?,滿載排水量為1700S。作業(yè)時,輸

送系統(tǒng)將水下挖掘的泥石等,通過輸送管輸送到指定地方。已知水的密度為1.0xl0"g/〃/,

g取lON/依。

(1)水面下4機(jī)處的船體上受到水的壓強(qiáng)是多少?

(2)若“天魚昆號”漂浮在水面時排開水的體積為l.2xl04%3,則它受到的總重力是多少?

(3)某次作業(yè)時,水下重為G的泥沙沿著輸送管勻速運動,泥沙運動的高度與時間的關(guān)系

如圖乙所示。設(shè)輸送系統(tǒng)的總功率為P,效率為",泥沙在水平運動時受到輸送管的阻力為

請推導(dǎo)在水平運動過程中,泥沙速度的表達(dá)式。

【考點】8S:物體的浮沉條件及其應(yīng)用;89:液體的壓強(qiáng)的計算

【專題】584:浮沉的應(yīng)用;581:壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng);11:計算題;592:功、功率、機(jī)械

效率

【分析】(1)已知深度,利用液體壓強(qiáng)公式p=pg〃即可求出;

(2)知道“天鰻號”漂浮在水面時排開水的體積,利用阿基米德原理求該艦滿載時所受浮

力;根據(jù)漂浮條件可知它受到的總重力。

(3)已知輸送系統(tǒng)的總功率為尸,效率為〃,根據(jù)W=Pr和效率公式可求出輸送系統(tǒng)在芍

時間內(nèi)做的有用功;

在0~4時間內(nèi)做的有用功為克服泥沙的重力做功,在乙時間內(nèi)做的有用功為克服泥沙與

輸送管間的阻力做功,根據(jù)圖象和題意以及功的計算公式表示出嗎倒、W倆2,而

卬"用="的+卬的2,由此可求出泥沙速度的表達(dá)式。

【解答】解:(1)水面下4帆處的船體上受到水的壓強(qiáng):

4

p=p水gh=1.0xIO'依/*ION/kgx4m=4*10P?。

(2)“天齷號”漂浮在水面時排開水的體積%=1.2x10。/,

則受到的浮力:%=0水g%=1.0xl03kg/"xl0N/Zgxl.2xl04m3=1.2xl()8N.

根據(jù)漂浮條件可知“天鰻號”受到的總重力:

G=/=1.2x10";

(3)由圖乙可知,在0~乙時間內(nèi)泥沙上升的高度為%,在吞時間內(nèi)泥沙上升的高度為

0,此時泥沙在水平管道中勻速運動;

由題知,輸送系統(tǒng)的總功率為P,效率為7,

則輸送系統(tǒng)在時間內(nèi)做的有用功:W(M=W&fl=Pt2n-------------①,

而在0~4時間內(nèi)做的有用功為克服泥沙的重力做功,

則:嗎麗=G4----------------②,

在4~%時間內(nèi)做的有用功為克服泥沙與輸送管間的阻力做功,

則:嗎濕2=/'=△&-4)-------------------③,

因%用=%用1+%用2,

所以有:Pt2ri=G%>+-4),

解得:y.

/(G_/i)

答:(1)水面下4〃?處的船體上受到水的壓強(qiáng)是4x10"1%;

(2)若“天鰥號”漂浮在水面時它受到的總重力是IZxlO^N;

(3)在水平運動過程中,泥沙速度的表達(dá)式是v="力-G%。

FQ?7)

【點評】本題考查了液體壓強(qiáng)和浮力的計算,還考查了功和效率的計算,解題的關(guān)鍵:①看

懂圖象,明確泥沙向上運動和水平運動時的有用功;②注意整個過程的有用功等于這兩部分

有用功之和。

8.(2019?百色)如圖所示,置于水平桌面上的一個上寬下窄、底面積為0.02W的薄壁容器

內(nèi)裝有質(zhì)量為4依的液體,將一個質(zhì)量為0.6依、體積為8x107^3的物體放入容器內(nèi),物體

漂浮在液面時有一半的體積浸在液體中,此時容器內(nèi)液體的深度為0.1〃?,求:

(1)物體受到的重力;

(2)容器內(nèi)液體的密度;

(3)容器內(nèi)液體對容器底部的壓強(qiáng)。

【考點】89:液體的壓強(qiáng)的計算;85:物體的浮沉條件及其應(yīng)用;78:重力的計算

【專題】11:計算題;581:壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng);583:浮力

【分析】(1)利用G=mg求物體受到的重力:

(2)由于物體漂浮在液面上,物體受到的浮力等于物體重力,求出物體排開水的體積,利

用阿基米德原理/=濃咻g求液體的密度;

(3)利用°=求容器內(nèi)液體對容器底部的壓強(qiáng)。

【解答】解:

(1)物體受到的重力:

G物=%5g=°.6&gx1°N/僅=6N;

(2)因為物體漂浮在液面上,

所以物體受到的浮力:

%=6物=6N,

物體排開水的體積:

4343

vit=一咻=-X8X10W=4X10W,

由阿基米德原理/=0液%g可得液體的密度:

。液==-----」-------=1.5x1O,依//;

f%若4xlO_4m63TxlO?//^

(3)容器內(nèi)液體對容器底部的壓強(qiáng):

p=p液gh=1.5xlO1^/m3xION/依xO.l”?=1500Pa。

答:(1)物體受到的重力為6N;

(2)容器內(nèi)液體的密度為1.5x103依/〃3

(3)容器內(nèi)液體對容器底部的壓強(qiáng)為1500&。

【點評】本題考查了重力公式、阿基米德原理、液體壓強(qiáng)公式以及物體漂浮條件的應(yīng)用,屬

于基礎(chǔ)題目。

9.(2019?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皿深的液體,

該液體對容器底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)為2000&(g取10N/依)。求:

(1)液體的密度;

(2)若將邊長為10a”的正方體木塊放入圓柱形容器中如圖乙所示,木塊靜止時,有工的體

4

積露出液面,此時木塊受到的浮力大??;

(3)要使木塊浸沒至少需要施加多大向下的壓力。

25cm-----------------三一二一二一二一二一三

v二一二一三一二-三一二-____.二?二?三.二.三一二___

^777777777777777^7777777^777777777777777^7777>

甲乙

【考點】8A:液體壓強(qiáng)計算公式的應(yīng)用;8S:物體的浮沉條件及其應(yīng)用;80:阿基米德

原理的應(yīng)用

【專題】11:計算題;63:分析、綜合能力;583:浮力;581:壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)

【分析】(1)已知液體的深度和液體對容器底部的壓強(qiáng),根據(jù)液體壓強(qiáng)公式的變形式即可求

出;

(2)利用體積公式求出物塊的體積,從而可以求出排開液體的體積,根據(jù)阿基米德原理即

可求出;

(3)假設(shè)物體全部浸沒水中,求出此時的浮力,減去現(xiàn)在的浮力即為向下的壓力。

【解答】解:

(1)已知液體的深度為:h=25cm=0.25m,

根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=可知,液體的密度為:

2000&

P=O.8xlO3^/w1;

gh1ON/kgx0.25加

(2)木塊的體積為:以=(0.1刈3=0.00加,

木塊浸在液體中排開液體的體積為:

以=5x0.001病=0.00075/n3=0.75x10-3>n3,

根據(jù)阿基米德原理可知,此時木塊受到的浮力為:

-33

冷=p)(igV^=0.8x103kg/機(jī)3xION/伙x0.75x10m=6N;

(3)假設(shè)物體全部浸沒到水中,此時排開液體的體積為:

%=唳=0.001加,

根據(jù)阿基米德原理可知,此時木塊受到的浮力為:

濃g%'=0-8xlOMg/,/xlON/ZgxO.OOl〃?3=8N;

所以需要施加的壓力為:

F=F浮'-%=8N-6N=2N。

答:

(1)液體的密度為OMI。,依/,/;

(2)木塊受到的浮力大小是6N;

(3)要使木塊浸沒至少需要施加向下的壓力為2N。

【點評】本題考查了密度公式和重力公式、液體壓強(qiáng)公式、阿基米德原理以及力的平衡條件

的應(yīng)用,計算過程要注意單位的換算。

10.(2019?懷化)某容器放在水平桌面上,盛有足量的水。現(xiàn)將體積為1.25x1(T4加3、質(zhì)量

為0.4版的實心正方體放入水中,正方體不斷下沉,直到沉底,如圖所示。(已知

"水=l.Ox1。3總/加>,g=i()N/Zg)求:

(1)正方體受到的重力的大小;

(2)正方體浸沒在水中受到的浮力的大小/;

(3)容器底部對正方體的支持力的大小和正方體對容器底部的壓強(qiáng)。

.

【考點】80:阿基米德原理的應(yīng)用;86:壓強(qiáng)的大小及其計算;78:重力的計算

【專題】573:重力、彈力、摩擦力:11:計算題;581:壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng);584:浮沉的

應(yīng)用

【分析】(1)知道正方體的質(zhì)量,利用G=,昭即可求出正方體的重力;

(2)正方體浸沒在水中,排開水的體積與正方體的體積相等,根據(jù)/=0避G求出受到的

浮力;

(3)正方體沉在底部,根據(jù)重力和浮力利用力的平衡即可求出支持力;

根據(jù)力的相互作用可知正方體對容器底部的壓力,利用計算正方體對容器底部的壓

S

強(qiáng)。

【解答】解:(1)正方體的重力G=mg=0.4儂xlON/Zg=4N;

(2)正方體浸沒在水中,=V=1.25X10-4W\

31

則Fn=0木g%=l.OxlO^/加xION/&x1.25xICT/=1.25?/;

(3)正方體沉在底部,由于處于靜止?fàn)顟B(tài),則受力平衡,即3='+7,

所以,N=G-&=4N-1.25M=2.75N;

由于支持力與壓力是一對相互作用力,則可知正方體對容器底部的壓力F=N=2.75N,

正方體的邊長L=W=IlZSxlOF=Q.05/77,

則正方體對容器底部的壓強(qiáng)0=1=豁”,。3。

答:(1)正方體受到的重力的大小為4N;

(2)正方體浸沒在水中受到的浮力的大小&-=1.25N;

(3)容器底部對正方體的支持力的大小為2.75N,正方體對容器底部的壓強(qiáng)為1.1X103&。

【點評】此題考查浮力和液體壓強(qiáng)的計算,關(guān)鍵是浮力公式、液體壓強(qiáng)公式和壓強(qiáng)定義式的

應(yīng)用,此題難度適中,適合學(xué)生訓(xùn)練,是一道好題。

解答題

11.(2019?雁江區(qū)模擬)如圖所示,圓柱體甲和裝有適量某液體的圓柱形容器乙的底面積之

比為5:8,把它們平放在同一水平桌面上,在甲物體上,沿水平方向截取一段長為x的物體

A,并平穩(wěn)放入容器乙中,用力使物體A剛好浸沒在液體中(A不與容器乙接觸,液體無溢

出)。截取后,甲、乙對桌面的壓強(qiáng)隨截取長度x的變化關(guān)系如圖丙所示。已知甲的密度為

O.gxlO'kg/,/,(容器乙的壁厚和質(zhì)量均忽略不計,g取10N/kg),求:

(1)圓柱體甲截取前和容器乙中的液體的質(zhì)量比;

(2)圓柱體甲截取前對桌面的壓強(qiáng);

(3)容器乙中液體的密度。

【答案】(1)圓柱體甲截取前和容器乙中的液體的質(zhì)量比為5:2;

(2)圓柱體甲截取前對桌面的壓強(qiáng)為1600外;

(3)容器乙中液體的密度為0.64xl()3kg/,/。

【考點】壓強(qiáng)的大小及其計算

【專題】壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng):計算題;分析、綜合能力

【分析】(1)由圖象可知,截取前圓柱體甲對桌面的壓強(qiáng)和容器乙對桌面的壓強(qiáng),根據(jù)

£=£=整求出圓柱體甲截取前和容器乙中的液體質(zhì)量之比;

SSS

(2)設(shè)截取前圓柱體甲的高度為〃,根據(jù)p=〃表示出圓柱體甲截取前后對桌面的壓強(qiáng),

聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可解得圓柱體的高度,進(jìn)而得出圓柱體甲截取前對桌面的壓強(qiáng);

(3)容器乙中未放入物體A時,根據(jù)p=表示出容器乙中放入前后對桌面的壓強(qiáng),圓

柱體甲截取長度x時,其物體A的體積匕=跖/,聯(lián)立可解得容器乙中未放入物體A時液體

的深度,再根據(jù)題意求出%的大小,利用p=0g/z求出容器乙中液體的密度。

【解答】解:(1)由圖象可知,截取前圓柱體甲對桌面的壓強(qiáng)小=4%,容器乙對桌面的壓

強(qiáng)Pz.=Po'

因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,

所以,由〃=£=9=超得,圓柱體甲截取前和容器乙中的液體質(zhì)量之比:

SSS

由“。甲S甲RpS平4Po55

m乙P乙S乙P乙S乙po82'

(2)設(shè)截取前圓柱體甲的高度為〃,則圓柱體甲對桌面的壓強(qiáng):

4Po=p^gh,

圓柱體甲截取長度x=10c〃?=0.1加后,圓柱體甲對桌面的壓強(qiáng):

2Po=0,g(〃-x),

聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可解得:h=0.2m,

所以,圓柱體甲截取前對桌面的壓強(qiáng):

p甲=pt?gh=0.8x1(/依/nt'xION/kgx0.2m=1600Pa;

(3)容器乙中未放入物體A時,對桌面的壓強(qiáng)等于液體的壓強(qiáng)(容器乙的壁

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