精練05 壓強與浮力的計算（原卷版）

精練05壓強與浮力的計算【知識儲備】一、壓強和浮力的計算近年中考有關(guān)浮力難題多以阿基米德原理和運用物體的浮沉條件，通常會跟壓力、壓強、質(zhì)量、密度、杠桿、滑輪等知識綜合在一起考查，浮體綜合題的解題思路和方法:

(1)先明確物體在液體中的狀態(tài)：漂浮、懸浮等。

(2)分析物體的受力情況：只受到重力G物和浮力F浮兩個力的作用，并處于靜止狀態(tài)（漂浮或懸?。?。

(3)列出二力平衡的方程:

F浮=

G物。

(4)展開求解：將求浮力的公式F浮=

ρ液gV排、重力公式G物=m物g

(或G物=ρ物V物g

)求未知量。(5)若受到重力G物和浮力F浮兩個力外，還有繩子拉力、彈簧的彈力、接觸面的支持力等作用，列出受力的等式，即向上的力=向下的力，再根據(jù)公式解題。(6)需要注意的是單位轉(zhuǎn)換，不同狀態(tài)下浮力不同，用不同的符號代替，如F浮與F浮’等?！緦ｎ}精煉】一．計算題（共14小題）1．（2023?舟山一模）小陽把家里景觀水池底部的鵝卵石取出清洗。他先將一個重為12N的空桶漂浮在水面上，然后將池底的鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時，桶仍漂浮在水面。（g值取10N/kg，不考慮撈出過程中帶出的水，水的密度1g/cm3）（1）空桶漂浮在水面上時受到的浮力大?。唬?）請判斷，鵝卵石未撈出時與鵝卵石撈出放置在空桶內(nèi)時相比，水池水面高度（選填“上升”、“下降”或“不變）”；（3）若此時桶排開水的體積為6.0×10﹣3m3，求桶內(nèi)鵝卵石的質(zhì)量。2．（2022?杭州模擬）盛有適量水的薄壁容器放在水平桌面上（水的密度為ρ0），其底面積為S0．材料不同、體積相同的實心物體A、B用一根無彈性細線連在一起，掛在彈簧測力計下，浸沒在容器水中，A的上表面剛好與水面相平，如圖1所示?，F(xiàn)緩慢豎直向上勻速拉動彈簧測力計，測力計的示數(shù)F與物體上升的高度h變化圖象如圖2所示。連接A、B間的繩子所能承受的最大拉力為2F0．求：（1）物體A受到的重力；（2）物體A的密度；（3）整個過程中，水對容器底部壓強的最大變化量。3．（2022?拱墅區(qū)三模）Argo浮標廣泛應(yīng)用于臺風(fēng)預(yù)測、海洋資源開發(fā)等領(lǐng)域。浮標結(jié)構(gòu)如圖所示，堅硬殼體外下方裝有可伸縮油囊，當液壓式柱塞泵將殼體內(nèi)的油注入油囊時，油囊排開水的體積等于注入油的體積；當油囊中的油全部被勻速抽回殼體內(nèi)時，油囊體積忽略不計。當液壓式柱寒泵將殼體中的油全部注入油囊時，浮標最終浮在水面上，已知浮標總質(zhì)量為50kg，其中含油24kg；浮標殼體體積為0.06m3，油的密度為0.8×103kg/m3；海水密度取1.0×103kg/m3，求：（1）若浮標從懸浮于海水中時受到浮力為F1，當殼體中的油全部注入油囊后，浮標漂浮在水面上受到浮力為F2，則F1F2（選填“大于”或“小于”或“等于”）；（2）浮標漂浮時受到的浮力？（3）將油全部注入油囊時，油囊的體積為多少m3？（4）浮標漂浮時露出水面的體積為多少m3？4．（2022?桐廬縣一模）周末，小明隨爸爸去郊外釣魚時，觀察到爸爸在釣魚前要通過“試漂”來確定鉛墜（鉛墜由合金制成）的大小，盡量使“浮標”靈敏，圖中是浮標和鉛墜的位置示意圖。若球形浮標的體積為15cm3，鉛墜的密度為ρ鉛＝11g/cm3。（取水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）有經(jīng)驗的釣魚者會使浮標體積的三分之一露出水面，此時浮標受到的浮力是多大？（2）小明看見爸爸有一種體積為0.5cm3的鉛墜，這種鉛墜受到的重力為多少？（3）如果使用這種鉛墜，浮標靜止時浸入水中的體積是多大？（設(shè)：鉛墜末接觸池底，浮標的質(zhì)量、釣線、魚鉤、魚餌的體積及質(zhì)量均不計）5．（2022?杭州二模）一個密度為3×103kg/m3、體積為200cm3的長方體實心物體用細線拉著，緩慢浸入水中直到與柱形薄壁容器底部接觸（如圖所示）。容器底面積為2×10﹣2m2。取g＝10N/kg。求：（1）物體浸沒在水中時受到的浮力。（2）甲、乙兩圖中水對容器底部的壓強差。（3）當丙圖中F3為1N時，求甲、丙兩圖中容器對水平桌面的壓力差。6．（2021?江干區(qū)校級模擬）將底面積S＝3×10﹣3m2，高h＝0.1m的鋁制圓柱體，輕輕地放入水槽中，使它靜止于水槽底部，如圖所示（圓柱體的底部與水槽的底部不密合），此時槽中水深h1＝0.05m（已知ρ鋁＝2.7×103kg/m3，ρ水＝1.0×103kg/m3．g取10N/kg）。求：（1）水對圓柱體底部的壓強p1；（2）圓柱體受到的浮力F?。唬?）圓柱體對水槽底部的壓強p2。7．（2020?鹿城區(qū)校級一模）如圖甲是小明同學(xué)制作的航標燈模型，其中A為圓柱形泡沫塑料浮筒，上部安裝航標燈，固定在容器底部的滑輪通過細繩將浮子B與浮筒A的底部相連。當容器中水位發(fā)生改變時，浮筒A就會隨水位升降，從而通過航標燈起到指示效果。（1）當容器中水位升高時，浮筒A底部受到液體壓強如何變化？。（2）已知浮筒A與航標燈總重GA＝4牛，浮筒A底面積S＝100厘米2，浮子B重力GB＝0.5牛，當浮筒A靜止于水面時其底面浸入水中的深度h＝5厘米，求浮子B的受到的浮力（細繩的質(zhì)量、滑輪重及細繩與滑輪間的摩擦均忽略不計）。（3）小明發(fā)現(xiàn)在調(diào)試過程中，當浮筒A露出水面的高度過高時，浮筒A容易發(fā)生傾倒，為了可以改變浮筒A浸入水中的深度，小明將浮子B設(shè)計成如圖乙所示的結(jié)構(gòu)，請簡要說明其工作原理：。8．（2022秋?海曙區(qū)校級期中）2020年7月23日12時41分，長征五號遙四運載火箭托舉著中國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器與“祝融號”火星車，在中國文昌航天發(fā)射場點火升空。截至2022年9月15日，“祝融號”火星車累計行駛1921米。如圖所示為我國“祝融號”火星車，其有六個輪子。探測發(fā)射前，在水平地面上進行了測試，下列“祝融號”為火星車各項參數(shù)?；鹦擒嚨馁|(zhì)量240kg單個輪胎與地面的接觸面積37.5cm2在火星上行駛時平均速度40m/h問：（1）在地球上進行測試時，火星車受到重力多少牛；（2）在地球上進行測試時，火星車對地面的壓強多大（保留一位小數(shù)）；（3）“祝融號”火星車在火星上行駛了多長時間。9．（2022春?諸暨市月考）如圖1是學(xué)校的窨井蓋，已知窨井蓋呈正方形，質(zhì)量為20千克，邊長為50厘米，厚度為2厘米，雨水通過窨井蓋上兩個滲水孔流入窨井，再匯集到下水道。（1）窨井蓋對窨井產(chǎn)生壓強，該壓強的受力面積2500cm2（選填大于、小于、等于、無法確定）。（2）已知地面與窨井蓋上表面保持水平，停車時有一輛質(zhì)量為1.5噸的小轎車的一個車輪正好壓在它正中央，已知每個輪子與地面的接觸面積均為250cm2。此時窨井蓋所承受的壓強為帕。（3）在光滑的水平面上，一輛玩具小車（圖中用長方形表示）向右撞擊豎直墻壁后被彈回（碰撞時間不計，碰撞過程中有能量損失）。圖2記錄了小車運動過程中的部分數(shù)據(jù)，其中t所對應(yīng)的數(shù)據(jù)是小車相對于初始位置O所經(jīng)歷的時間，s所對應(yīng)的數(shù)據(jù)是小車相對于初始位置O的距離。根據(jù)情景，可知墻壁與初始位置O的水平距離為m。10．（2022春?湖州期末）疫情期間，全國很多地方實行疫區(qū)封閉管理，使用無人機進行常態(tài)化安全巡查，如圖所示。無人機起飛前，放在地面上要確保腳架平穩(wěn)著地；啟動后，利用遙控器可控制它運動和工作。該無人機的部分參數(shù)如下表。機身尺寸（毫米）400×300×200機身質(zhì)量（千克）25飛機著地總面積（厘米2）10最大載物量（千克）10（1）無人機利用攜帶的焦距一定的微型攝像機進行航拍，來自地面景物的光通過攝像機鏡頭，會聚在感光晶片上，形成倒立、（選填“放大”或“縮小”）的實像；當無人機下降時，須（選填“增大”或“減小”）鏡頭與感光晶片間的距離，才能拍攝到清晰的畫面。（2）無人機勻速降落過程中，其所受重力G和升力F的大小關(guān)系為。（3）該無人機空載停放在地面上時，對地面產(chǎn)生的壓強為多少？（寫出計算過程）11．（2022春?濱江區(qū)期末）電動汽車綠色環(huán)保，能有效降低碳排放，越來越受人們的歡迎。如圖是小杭購入的某品牌電動汽車，部分參數(shù)如表格所示：車身質(zhì)量2t充電一次最大行駛里程600千米最高車速200千米/小時每個車輪與地面接觸面積100cm2已知小杭質(zhì)量為70千克，從江出發(fā)到杭州千島湖出差，其中高速路段長約150千米，允許行駛最高時速為120千米/小時，該車行駛時受到的阻力是車總重力的0.1倍。（1）小杭以允許行駛最高時速勻速通過高速路段需要多少時間？（2）汽車勻速行駛在高速路時，受到的牽引力是多少？（3）下高速路段后，該電動汽車遇到紅綠燈原地等待時對水平地面的壓強是多大？12．（2022秋?濱江區(qū)期末）2021年11月13日，全球200多個國家達成了《格拉斯哥氣候公約》，一致決定在未來減少碳排放，緩解全球氣候變暖。全球氣候變暖會導(dǎo)致南極洲冰川（為淡水冰川）大面積熔化，海面上出現(xiàn)大量浮冰，現(xiàn)有一塊質(zhì)量51噸的浮冰漂浮在海面上，若當?shù)睾Ｓ蚝Ｋ拿芏葹?.02×103kg/m3，浮冰的密度為0.9×103kg/m3。請解決下列問題：（1）浮冰受到的浮力是多少？（2）浮冰在海面以下的體積是多少？（3）如果海面所有浮冰全部熔化后，請結(jié)合相關(guān)公式推理說明是否會對海平面水位造成影響。（4）為了緩解全球變暖，社會開始倡導(dǎo)節(jié)能、低碳的生活方式，請你給出一條生活中的建議。13．（2022秋?義烏市校級期中）漏刻是我國古代一種用滴水來計量時間的儀器。如圖所示是漏刻的簡單模型。圖中容器A是底面積為250cm2的圓柱形薄壁玻璃缸，容器頂蓋上有大小兩個孔；B是用密度為0.5×103kg/m3塑料制作的邊長為10cm立方體底托；C為質(zhì)量可忽略不計、總長度為60cm的輕質(zhì)塑料標尺，標尺的一端與底托相連，標尺上均勻的刻有厘米刻度；D為固定于容器蓋口處的指示箭頭。某次模擬計時實驗中，同學(xué)們先將自來水龍頭調(diào)至均勻間隙滴水狀態(tài)，并測得水龍頭每分鐘滴水50滴，并用量筒測得每50滴水的體積為25.0cm3．再在容器A中加入適量水，將底托B放入水中，使其浮于水面上，此時標尺C呈豎直狀態(tài)且位于大孔下方，指示箭頭D恰好指于標尺的頂端零刻度處。此時開始滴水計時，假設(shè)整個計時過程標尺始終處于豎直狀態(tài)，經(jīng)過3小時后，問：（1）指示箭頭D應(yīng)指在標尺上何處？（2）此時標尺和底托所受的浮力是多少牛頓？（3）