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文檔簡介
專題10壓強與浮力(計算題)
a?o?
CO,一、計算題
1.(2022?上海?中考真題)物體排開水的體積為5x10」米3,求它受到來自水的浮力F浮。
【答案】49N
【解析】
解:由阿基米德原理可知,物體受到的浮力
3333
F:f=p4V1.Ox10kg/mx5x10-mx9.8N/kg=49N
答:物體受到的浮力為49N。
2.(2019?上海?中考真題)體積為2x10-3米3的金屬塊浸沒在水中.求金屬塊受到的浮力大
小F浮.
【答案】19.6N
【解析】
金屬塊浸沒水中,則W,#=V=2xl(y3m3,所以金屬塊受到的浮力為
F,—p次gVft—I.Ox103kg/m3x2xl0-3m3x9.8N/kg:=19.6N.
答:金屬塊受到的浮力為19.6N.
3.(2022?上海?中考真題)已知甲、乙兩個均勻圓柱體密度、底面積、高度的數(shù)據(jù)如下表所
示
物體密度(千克/米3)底面積(米2)高度(米)
甲5xlO32x10-30.6
乙8x1035x10-30.5
(1)求甲的質(zhì)量mg
(2)求圓柱體乙對地面的壓強p乙;
(3)若在甲、乙上方分別沿水平方向切去一部分,并將切去的部分疊放在對方剩余部分的
上方。甲的底部對地面的壓力變化量印為49N。求乙的底部對地面的壓強的變化量Ap乙。
【答案】(1)6kg;(2)3.92xlO4Pa;(3)9800Pa
【解析】
解:(1)甲的質(zhì)量
132
叫=pipVIi.=pt|l51|lA|i=5xIOkg/mx2x10'mx0.6m=6kg(2)圓柱體乙對地面的壓強
=8x103kg/m3x9.8N/kgx05m=3.92x104Pa(3)由于甲、乙
對地面的總壓力不變,故甲的底部對地面的壓力變化量△尸尹為49N,則乙底部對地面的壓
力變化量為49N,則乙的底部對地面的壓強的變化量
kF49N々
△夕乙=『=5x10.3m*=98x10Pa答:(1)甲的質(zhì)量為6kg;
(2)圓柱體乙對地面的壓強為3.92xl(X*Pa;
(3)乙的底部對地面的壓強的變化量為9.8xlO'Pa,
4.(2021?上海?中考真題)“蛟龍?zhí)枴睉彝r,上表面深度為7000米,重力為2.2X105N。
(1)蛟龍?zhí)枒彝r,求F??;
(2)蛟龍?zhí)柕膒很大相當于手掌上放一輛7x105牛的卡車,手掌面積為O.Oln?,求p的估
值:
(3)推論。桁2腋g〃;
(4)已知蛟龍?zhí)柹媳砻婧K芏入S深度增大而增大.設(shè)液體壓強為“,海水密度為p',上
表面深度為〃',能不能說明p'="g〃,并說明理由。
【答案】(1)2.2x105N;(2)7x107Pa;(3)見解析;(4)不能,見解析
【解析】
【分析】
解:(1)由平衡條件得
/=G=2.2X1()5N(2)由壓強公式可得,蛟龍?zhí)柕膲簭姙?/p>
5
F=7xlON=7xl()7pa臼)在水中想象一個圓柱形的液體柱,有
S0.01m2
FG。液gV
P濃=《=《=-=%g/7
(4)不能,因為上表面受到的壓力可以相等于上方液體柱的重力,這個重力為0g匕此處
的密度應為上方液體柱的平均密度,而不是上方海水的密度(密度不均)。
答:⑴蛟龍?zhí)枒彝r,尸期為2.2X105N;
(2)p為7xl07pa;
(3)推論於g〃,見解析;
(4)不能,見解析。
5.(2020?上海?中考真題)如圖所示,盛有水的輕質(zhì)薄壁柱形容器甲、乙置于水平地面上,
底面積分別為S、25,容器足夠高。
①若容器甲中水的質(zhì)量為2千克,求甲中水的體積V水;
②若容器甲中水的深度為01米,求水對甲底部的壓強2次;
③現(xiàn)有三個物體A、B、C,其密度、體積的關(guān)系如下表所示。請選擇其中一個,將其放入
容器甲或乙中(物體均能浸沒在水中),使水對容器底部壓強的變化量Ap次、容器對水平地
面壓強的變化量^p版最大。寫出選擇的物體和容器并說明理由,求出Ap次Mt和Ap領(lǐng)才。
inio
物體密度體積
A3P2V
B2P3V
Cp3V
【答案】①2x10-314;②9.8xl(ppa;③物體B和容器甲;“水母大=叫星;Ap容最大=券⑥
【解析】
(1)甲中水的體積
%=1.0xlMg/m-=2X1°-3m3⑵水對甲底部的壓強為
P水=。水g勾=1.0xl03kg/m3x9.8N/kgxO.1m=9.8xlO^Pa。)根據(jù)
甌水=P水gM水=P水g等=0水g色可知,要使Ap最大,應選擇V抑最大的物體和S承最
)容》容
小的容器;根據(jù)
AF^?W
==可知,要使芬最大,應選擇m抄最大的物體和S歲最小的容器,所
“5容S容S容
以應選擇物體B和容器甲
“水顯大=0水gA膜最大=3個次如容髭大=笠大.=*=等=黑收6?(2019?上海?中考真題)
如圖所示,足夠高的薄壁圓柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液體的壓
強相等.容器甲中盛有水,水的深度為0.08米,容器乙中盛有另一種液體.
①若水的質(zhì)量為2千克,求容器甲中水的體積V
②求容器甲中水對容器底部的壓強P次.
③現(xiàn)往容器甲中加水,直至與乙容器中的液面等高,此時水對容器底部的壓強增大了196
帕,求液體乙的密度p.
【答案】(1)2x10-W(2)784Pa(3)0.8x103kg/m3
【解析】
①.容器中甲水的體積為:
V===2X13m3
*^1.0xl0\g/m'0--
②.容器甲中水對容器底部的壓強為:p*=p^gh=1.Ox103kg/m3x9.8N/kgx0.08m=784Pa.
③.當容器甲內(nèi)加水至與容器乙相平時,設(shè)此時水深為川,此時水對容器底部的壓強為:
pi=p/?=784Pa+196Pa=980Pa;
由P=pgh可得,此時水的深度為:
___Pi____________980Pa_________
川―P濾g_1.0xl03kg/m3x9.8N/kg一。1m;
由題知,原來容器甲、乙底部所受液體的壓強相等,即:
pz=p次=784Pa:
由°=28〃可得,液體乙的密度為:
p784Pa
Pz=~~T—〃02"----z-:-=O.8xlO3kg/m3.
gh、9.8N/kgxO.lm°
答:①.甲容器中水的體積為2xl(y3m3;
②.容器甲中水對容器底部的壓強為784Pa;
③.液體乙的密度為O.8x1O3kg/m3.
7.(2018?上海?中考真題)兩個相同的薄壁圓柱形容器,一個裝有水,另一個裝有某種液體,
水的質(zhì)量為5千克.
(1)求水的體積V.
(2)現(xiàn)從兩容器中分別抽取相同體積后,水和液體對容器底部的壓強關(guān)系如下表:
液體對底部的壓強抽出前抽HlAi
P水1960帕980帕
P族1960帕1078帕
求抽出液體前,液體原來的質(zhì)量.
【答案】(I)5x10-W;(2)5kg.
【解析】
【分析】
m
(1)根據(jù)密度公式變形丫=一可求水的體積;
P
(2)根據(jù)液體壓強公式P=pg九可求水的深度,根據(jù)丫=S〃可得薄壁圓柱形容器的底面積,
抽取相同體積前后分別由液體壓強公式求液體深度,再根據(jù)壓強公式可求壓力,即重力,根
據(jù)重力公式求質(zhì)量.
(1)由夕=£可得水的體積
V==ixlfr^/m3=5x10-3m,(2)由P=2g〃可得抽出前水的深度
限。=^=lxlO^x9.8N/kg=O-2m由公刖可得抽出后水的深度
膜=梟=而0端需菽g=°」m薄壁圓柱形容器的底面積
5
5===個,m=2.5xlO'm2抽取的體積
%)0.2m
V'=1v=:x5xl(r3m3=2.5*10-3?13抽取前后體積深度相差411=0.1?1,由P="力可得抽出
22
前液體的對底面的壓力;
F=PS=1960Pax2.5xl02m2=49N薄壁圓柱形容器底面壓力等于液體的重力
G=F=49N液體的質(zhì)量
G49N
=5
m="=QNT/V^(解法二)根據(jù)抽取之前水和某液體對容器的壓強相等并且容器底面
gQ9.8N/kg
積相等,可知壓力相等.又因為規(guī)則柱形容器內(nèi)液體對容器底部的壓力等于重力,可知液體
和水的重力相等,所以質(zhì)量相等,都是5kg.
答:(1)水的體積V是5xl()-3m3;
(2)抽出液體前,液體原來的質(zhì)量是5kg.
【點睛】
本題考查了學生對液體壓強公式、密度公式的掌握和運用,涉及到容器底受到液體壓強的變
化,要求靈活運用公式分析求解.特別是壓強變化量的比值,比較復雜,要進行細心分析判
斷.
1.(2022?上海金山?一模)小球浸在水中,排開水的體積為1x1(y3m3,求小球受到的浮力F
浮。
【答案】9.8N
【解析】
【分析】
本題考查阿基米德原理的應用。
解:小球受到的浮力
F滬p木gVfjj=1.Ox103kg/m3x9.8N/kgx1x10-3m3=9.8N
答:小球受到的浮力為9.8N。
2.(2022?上海民辦行知二中實驗學校二模)浸沒在水中的物體受到的浮力F浮為19.6N,求
物體體積?
【答案】2xlO-3tn3
【解析】
解:根據(jù)阿基米德原理,由已知條件,物體的體積即排開水的體積為
f產(chǎn)含F(xiàn)xloA:黑9.8N/kg=2Wm%物體體積為1.96x*3。
3.(2022?上海寶山?一模)體積為1x103米3的小球浸沒在水中,求小球受到的浮力尸浮。
【答案】ION
【解析】
解:小球受到的浮力
%=28%=1*103kgm3xl0N/kgxlxl()Tm3=10N答:小球受到的浮力為10N。4.(2022?上
海市延安初級中學模擬預測)物體排開水的體積為2x103米3,求它所受的浮力尸部【答
案】20牛
【解析】
根據(jù)阿基米德原理可得,物體受到的浮力為:
F:f=p次gk/#=l.Ox103kg/m3x10N/kgx2x10,m-,=20N.
5.(2022?上海崇明?二模)體積為2X10Y米3的金屬塊浸沒在水中.求:金屬塊受到的浮力
大小/部.
【答案】1.96牛
【解析】
【分析】
已知金屬塊浸沒水中,排開水的體積等于金屬塊的體積,利用阿基米德原理求金屬塊受到的
浮力.
43
金屬塊浸沒水中,Vlt=Vir=2xl0-m,
333
金屬塊受到的浮力F片p加Vg=l.0xl0kg/mx2x10-4mx9.8N/kg=1.96N.
6.(2022?上海長寧?二模)重為8牛的物體,其體積為1x10-3米3,用手把它浸沒在水中。
求:
①該物體所受浮力尸浮的大小;
②放手瞬間,該物體所受合力F冷的大小及方向。
【答案】①9.8N;②1.8牛,豎直向上
【解析】
解:①由題意可知,物體完全浸沒在水中,所以
%=%根據(jù)阿基米得原理可得
G=8g%=L0xl()3kg/m3x9.8N/kgxlxl(r3m3=98N②完全浸沒在水中的物體放手后會
向上運動,在水中受到豎直向上的浮力和豎直向卜的重:力,合力大小為
七=4-G=9.8N—8N=1.8N合力方向豎直向上。
答:①物體所受浮力尸#的大小為9.8N:
②放手瞬間,該物體所受合力尸介的大小為1.8N及方向向上。7.(2022?上海市晉元高級中
學附屬學校西校模擬預測)如圖所示,輕質(zhì)薄壁柱形容器B置于水平地面上,均勻正方體
A平放在容器B內(nèi),已知A的邊長為0.1米,質(zhì)量為2千克,B的底面積為5x10-2米
2O
①求正方體A的密度外。
②求正方體A對容器B底部產(chǎn)生的壓強PA.
③若再向容器B內(nèi)緩慢注入質(zhì)量為4千克的水,求水對容器B底部的壓強p水。
【答案】@2xl03kg/m3;?2xlO3Pa;③OPa
【解析】
解:①正方體A的體積
丫=(0.101)3=10—3
A的密度
幺=今=77^7=2xlO'kg/n?②正方體A對容器底部產(chǎn)生的壓強
V10m
PA=三=PAG”=2xl03kg/m3xl0N/kgx0.1m=2xl03Pa③注入容器B中的水的體積
腺=£=而就前=4、1。-丁3因為A的密度大于水的密度,所以注入水后,A沉底。
那么水的深度
4x103m3
=0.1m水對容器B底部的壓強
5xl0-2m2-(0.1m)2
〃水=夕水g〃=L°xlO3kg/m3xlON/kgx°.lm=l()3pa答:①正方體A的密度pA為2xl()3kg/m3;
②正方體A對容器B底部產(chǎn)生的壓強PA為2xlO?Pa;
③水對容器底部的壓強P次為l(TPa。8.(2022?上海長寧?二模)如圖所示,底面積為2x10-
米2的薄壁輕質(zhì)柱形容器置于水平地面上,容器內(nèi)盛有水且容器足夠高。圓柱體A的質(zhì)量為
3千克,體積為2x10-3米3?,F(xiàn)用細繩將A懸掛著并使其一半浸在水中時,容器內(nèi)水的深度
為0.4米。求:
①水對容器底部的壓強P次;
②容器中水的質(zhì)量加本;
③將細繩剪斷,當圓柱體下沉到容器底部并靜止時,容器對水平地面的壓強p儂
:I—【答案】①3920Pa;②7kg;③4900Pa
【解析】
解:①水對容器底部的壓強為
p水=外力=9.瞅魄Rg/64m=3920Pa②依題意得,容器中水的體積為
%=20々“4n>10t高?lo+n?由夕=,得,容器中水的質(zhì)量為
加水=。水腺=丁田xlO^g/n??'m?kg③將細繩剪斷,當圓柱體下沉到容器底部并靜止
時,容器對水平地面的壓力為
F=G*=g+叫Jg=(9陪峰物N此時容器對水平地面的壓強
F9XN
P地=三=",2=4900Pa答:①水對容器底部的壓強p次為3920Pa;
S20m-
②容器中水的質(zhì)量m次為7kg;
③將細繩剪斷,當圓柱體下沉到容器底部并靜止時,容器對水平地面的壓強p逆為4900Pa。
9.(2022?上海崇明?二模)水平地面上有一個質(zhì)量為1千克、底面積為1x10-2米2的薄壁圓柱
形容器,容器內(nèi)盛有體積為2x103米3的水。(1)求水的質(zhì)量加水;
(2)求容器對地面的壓強?衿卷:
(3)在容器和地面之間墊上一塊上表面積為S木的輕質(zhì)木板后,再將一密度為2x10,千克/
米3的實心物塊投入在水中,浸沒并靜止在容器底部后水不溢出,若物塊靜止后,相比未放
物塊時木板對地面壓強的增加量為△以對地、水對容器底部壓強的增加量為對容盥,請通過
計算比較它們的大小關(guān)系及其對應的輕質(zhì)木板隊的取值范圍。
【答案】(1)2kg;(2)2940Pa;(3)見解析
【解析】
m
解:(1)因為0=",所以容謂中水的質(zhì)量
m水="-=lxl0*3k*g/m3x2x10-3m3=2kg
(2)容器對地面的壓力
尸=G次+G率1aF/n次g+機衣器g=3"次+n?方需)g=(2kg+lkg)x9.8N/kg=29.4N
容器對地面的壓強
F294N
P=不=1x10-2m?=294°Pa(3)木板對地面壓強的增加量
△。木對地=^=吟&="1°%黑"咻*8對容器底部壓強的增加量
..。夕水g%IxlO'kg/m'xGxglxlO3kg/m3xl^x^
3水對容器=0Kg曲=。水g”==-----------------=-----------------所以
J容J容。容J容
2xlQ3kg/m5xV^xg
“栩?他=一直萍[一可見,當
“水對容罌底1x10kg/mX』xgS木
S容
s產(chǎn)2s行2xl0-2m2
時△/?木風祈△〃木對容器
答:⑴水的質(zhì)量為2kg;
(2)容器對地面的壓強為2940Pa;
(3)當S/、=2S行2x1012時,木板對地面壓強的增加量如《*皿與水對容器底部壓強的增加
量:(對“相等。
10.(2022?上海靜安?二模)如圖所示,置于水平地面的輕質(zhì)薄壁柱形容器甲,高為0.5米,
底面積為5xlO_2m2。容器內(nèi)盛有0.3米深的水。
(1)求水的質(zhì)量m次;
(2)求水對容器甲底部的壓強p次;
(3)正方體乙的質(zhì)量15千克,現(xiàn)將乙輕放且浸沒在甲容器的水中,恰使甲對地面的壓強和
水對甲底部的壓強均為最大。
(?)求容器甲對地面的壓強p>;
S求正方體乙的密度「乙。
甲
【答案】(I)15kg;(2)3xlO'Pa;(3)(a)6000Pa:(b)1.5xlO3kg/m
【解析】
解:(1)水的質(zhì)量
^pV=xjS/z=lxlO^g/m^xSxlO^m^OJm=lSkg(2)水對容器甲底部的壓強
p=pgh=1x103kg/m3x1ON/kgx0.3m=3x103Pa(3)(a)甲對地面的壓強和水對甲底部的壓
強均為最大,說明此時剛好容器裝滿了水,且不溢出,則乙物體的體積為
%=%-晨則容器甲對地面的壓強
小=£且=(,縱+必g=(15kg+15kg)xlON/kg=60oopa⑺乙物體的體積為
'SSS5xl0-2m2
22-23
V2=X|ljW=S(/?-/j+)=5xl0mx0.2m=lxl0m
則乙物體的密度為
。乙=色=I=1$xUkg/n?答:(1)水的質(zhì)量為15kg;
(2)水對容器甲底部的壓強為3OOOPa;
(3)正方體乙的密度為l.SxIO'kg/n?。
11.(2022.上海普陀.二模)如圖所示,足夠高的輕質(zhì)圓柱形容器底面積為,,將其放在水平
地面上。容器中裝有一定量的水?,F(xiàn)將密度為2x10、千克/米,的均勻圓柱體A放入水中。
①若圓柱體的體積為2x10-3米3求圓柱體的質(zhì)量叫;
②若圓柱體的體積與容器中水的體積均為V;
(a)求圓柱體放入前后,容器對水平地面的壓力之比;
(b)若圓柱體的底面積為邑,求水對容器底部的壓強外的范圍。(用字母表達)
【解析】
解:①由2=,可得,圓柱體的質(zhì)量為
33
,〃八=/M%=2X10kg/mx2x1Ohn'Mkg
②(“)因圓柱體的密度大于水的密度,故圓柱體在水中沉底,乂因為容器是輕質(zhì)圓柱形容
器,則容器重力忽略不計,故放入圓柱體前容器對水平地面的壓力為
F尸G次=,"次g=p
放入圓柱體后,容器對水平面的壓力為
尸2=G次+GA=P次gM+ftAgV=(/j/+%)gV
故圓柱體放入前后,容器對水平地面的壓力之比為
耳=。水gV=LOxlO'kg/n?=[
X―(0k+2t)g)-1.0x103kg/m3+2xlO3kg/m3-3
即圓柱體放入前后,容器對水平地面的壓力之比為I:3。
,V
")當A浸沒時,可得到液體最大高度。設(shè)未放入圓柱體時,水的深度為%=不,則A
浸沒時液體的深度為
VVV
%=%+三=3+不此時最大壓強為
(VV
P水耐=P水紈=0Kg[不+晨J當A未浸沒時,壓強最小,可得到的液體深度為%=百二至,
故最小壓強為
V
P水min=。水g飽=&g水對容器底部的壓強P忒的范圍為
V(V
p^g——水4。水g—+—①圓柱體的質(zhì)量為4kg;
5一Zg口
②(。)圓柱體放入前后,容器對水平地面的壓力之比為1:3;
(〃)水對容器底部的壓強的范圍為
y
0Kg4P水40水g|三十不12.(2022?上海松江?二模)如圖所示,底面積為2上0-3米
2的容器中裝有0.1米深的水,水的體積為2.5x10-4米3,將它放在水平地面上。
(1)求容器中水的質(zhì)量加冰;
(2)求水對容器底的壓強p次;
(3)現(xiàn)將一個質(zhì)量為0.2千克,體積為1x104米3的物體浸沒在水中,水不溢出,請分析能
否求出水對容器底部的壓強增加量加水。若可以,請計算如水;若不可以,請說明理由。
【答案】(1)0.25kg;(2)980Pa;(3)見解析
【解析】
解:(1)容器中水的質(zhì)量
m卡p次丫^=1x103kg/m3x2.5x10-4m3=0.25kg
(2)水對容器底的壓強
p卡p次g/z4-lx103kg/m3x9.8N/kgx0.1m=980Pa
(3)△〃次無法求出。因為容器不是柱形的,無法求出△〃;且不知道水對容器底部壓力的增
加量。
答:⑴容器中水的質(zhì)量為0.25kg;
(2)水對容器底的壓強為980Pa;
(3)Ap次無法求出。因為容器不是柱形的,無法求出A/?;且不知道水對容器底部壓力的增
加量。
13.(2022?上海嘉定?二模)如圖所示,足夠高的輕質(zhì)薄壁柱形容器置于水平地面上,其底面
積為1x10-2米2,內(nèi)部盛有體積為4x10-3米3的水。
①求容器內(nèi)0.3米深處水的壓強p次;
②求容器對水平地面的壓強p地;
③現(xiàn)有A、B、C三個實心小球(其密度、體積的關(guān)系如下表所示,p水為水的密度),
要求:將某小球浸于水中后,容器對水平地面的壓強等于水對容器底部的壓強。寫出所選擇
的小球,并通過計算分析說明理由。
小球密度體積
A2P水V
BP水3V
C0.8”2V
【答案】①2940帕:②3920帕:③B小球或C小球,見解析
【解析】
解:①0.3m深處水的壓強
p^=p木gh^-1x103kg/m3x9.8N/kgx0.3m=2940Pa
②容器中,水的質(zhì)量
m片p次V行1x103kg/m3x4x10-3m3=4kg
水的重力
G=mg=4kgx9.8N/kg=39.2N
容器對水平地面的壓強
〃F=二G=3"9-2N\=3920Pa③因為輕質(zhì)薄壁柱形容器,小球浸入水中前,有
SSIxlO'm
,位卬次
小球浸入水中后有
P超=P/
所以,容器對地面壓強的變化
△P航即次
據(jù)。=(得
AF4,
V二「水gA膜容器對地面壓力的變化為即為小球的重力,所以有
>容
△JG球%g夕球/g4水/
一飛___三解傳
J容J容J容J容J容
P球V訪pNw
若小球浸沒,即V桁V加寸,有
pQP水
若小球未浸沒,即y步彳州,有p彷p木
所以選擇的是B小球或c小球。
答:(1)容器內(nèi)0.3米深處水的壓強P次為2940Pa;
(2)容器對水平地面的壓強p版為3920Pa;
(3)應選擇小球B或小球C。
14.(2022?上海市向明初級中學模擬預測)柱形輕質(zhì)薄壁容器的底面積為1x102米2,如圖
所示,內(nèi)盛0.2米深度的水后置于水平地面上.
II?求容器底部受到水的山強Pa.
②現(xiàn)將一塊質(zhì)量為L5千克、體積為1X103米3的物體完全浸沒在容器的水中后,測得容器
底部受到水的壓強為2450帕.求此時容器對水平桌面的壓強p窗.
【答案】①1960帕;②2940帕
【解析】
33
(1)p,k=p*gh4.=lxl0kg/mx9.8N/kgx0.2m=1960Pa.
(2)底部受到水的壓強:p=2450Pa,根據(jù)液體壓強公示p=Pgh得:水的深度:
p_________2450Pa_________
卜p水g1.0xl03^/m3x9.87V/kg
水的體積
V=Sh-V物=1x10-2m2x0.25m-1xl03m3=0.0015m3,
水的重力:
G,k=m,);g=P1.V*g=1.0x1O'kg/m3x0.0015m3x9.8N/kg=14.7N,
G?5,=m/;g=1.5kgx9.8N/kg=14.7N,
容器對水平桌面的壓力:
F=G水+G物=14.7N+14.7N=29.4N,
此時容器對水平桌面的壓強
F29.4N
P=2940Pa.
1x10-2/
15.(2022?上海浦東新?二模)底面積為0.06m2盛有水的長方形玻璃薄壁容器足夠高,置于
水平桌面上,現(xiàn)將一邊長分別為0.1m、0.1m和0.3m的實心長方體合金塊水平緩慢地浸沒
在水中,已知合金塊的質(zhì)量為5.1kg,如圖所示(圖中水面位置未畫出)。求:
①合金塊所受浮力的大小尸?。?/p>
②合金塊的密度。;
③若將合金塊由平放改成豎放在水中,求容器底受到水的壓強變化量的范圍。
【答案】(1)30N;(2)1.7xlO3kg/m3;⑶0~4(X)Pa
【解析】
解:①合金塊所受浮力的大小尸浮
E浮=。水g/=p^gVul.OxlO-'kg/nr'xlON/kgxO.lmxO.lmxO.3m=30N②合金塊的密度
P合金=?=7T;~:a*八,=L7xlO3kg/m,③由題意可知,若原來水面的高度大于0.3m
V0.1mx0.1mx0.3m
時,將合金塊原平放改成豎放在水中(合金塊仍然浸沒)水的深度不變,則容器底受到水的
壓強不變,即W=O;當合金塊平放時剛好完全浸沒在水中時,水面位置最低時為0.1m,
將合金塊由原平放改成豎放在水中時,水的體積不變,水的體積
相=(0.06-0.lx().3)m2xO.lm=().(X)3n?水面的深度變化量最大
=0,3二,=0.04m容器底受到水的壓強最大變化量為
(0.06-0.1x0.1)m
曲=2KgA/z=1.0xl03kg/m3xl0N/kgx0.04m=400Pa答:①合金塊所受浮力的大小F浮為
30N;②合金塊的密度夕為1.7xl()3kg/m3;
③若將合金塊由平放改成豎放在水中,容器底受到水的壓強變化量的范圍0~400Pa
16.(2022?上海閔行?二模)如圖(a)所示,實心均勻長方體磚塊放置在水平地面上。
(1)若磚塊的質(zhì)量為2kg、高為0.05m、底面積為2xl(Wm2,求磚塊的密度。和磚塊的重力
G?
(2)將磚塊沿虛線斜切為相等的兩塊,然后將它們分開放置于水平地面,如圖")所示。
若它們對水平地面的壓強分別為夕、P2,求斜切之前磚塊對水平地面的壓強p(用題中的字
母表示)。
F荔之滂1〃*力/17TTT7【答案】(1)2x103m3(2)2Plp2
\Pl+Pl
'\(b)
(a)
【解析】
解:(1)磚塊的體積
V=Sh=2x10'2m2x0.05m=1x10'3m-
磚塊的密度
。=9=丁*一r=2、1()3013磚塊的重力
V1x10m
G=mg=2kgx10N/kg=20N
(2)放在水平桌面的物體,物體對桌面壓力等于物體的重力,故磚塊的重力為
G=F戶pS+p2s2
鉆塊對地面的壓強
p「F=G二G_G_2Plp2
SSSt+S221"+P2答:(1)看專塊的密度為2xl()3m3,磚塊的重力為20N:
P\P2
(2)斜切之前磚塊對水平地面的壓強為工必。
Pi+Pa
17.(2022.上海金山.二模)如圖所示,質(zhì)量為1千克的圓柱形薄壁容器A和長方體B置于
水平地面上。A的底面積為1x10-2米2,內(nèi)盛有2千克水。求:
①容器中水的體積V次;
②容器對水平地面的壓強p的③將長方體B完全浸沒在容器A的水中,容器中沒有水溢出,
若容器對水平地面的壓強增加量電容與容器底部受到水的壓強增加量如水的比值為3,求
長方體的密度pBo
【答案】①2x1013;②2940Pa;③3xl()3kg/m3
AB
【解析】
解:①根據(jù)公式0=£可知,水的體積為
―耿=2kg
v牙=2x10-3m3②容器在水平地面上,對地面的壓力等于自身的重力,即
水「水10k/m
F=G=加總g=(1kg+2kg)x9.8N/kg=29.4N
根據(jù)公式可知容器對地面的壓強為
F294N
P=k=號—=2940Pa③由題意可知
?容J容
&p容;Xp水=3
變形得
蕓:0KgM=3『1:午星=3解得,B的密度為
。容J容,容
pB—3P存3x\xlO3kg/m3=3xlO3kg/m3
答:①容器中水的體積V次為2xl(Pm3:
②容器對水平地面的壓強p容為2940Pa;
③長方體的密度"8為3xlO3kg/m\
18.(2022?上海華旭雙語學校模擬預測)如圖所示,體積為1x10-3米3、密度為5x103千克
/米3的均勻?qū)嵭恼襟w甲和盛有水的輕質(zhì)柱形容器乙,放在水平桌面上,乙容器的底面積
為2x10-2米2。
(1)求甲對地面的壓強p(2)將甲物體放入乙容器的水中,測得甲物體放入前后水
對容器底部的壓強如下表所示:
水對容器底部的壓強放入甲物體前放入甲物體后
P趙帕)19602156
(a)求放入甲物體前,乙容器中水的深度h*;
(b)請根據(jù)表中的信息,計算乙容器對地面的壓強。
【答案】(1)4.9xlO3Pa;(2)(a)0.2m;(b)4116Pa
【解析】
解:(1)由題意可知,甲的質(zhì)量為
mfpf//V103kg/m3x1x10-3m3=5kg
甲的重力為
Gi/i=in伊g=5kgx9.8N/kg=49N
由受力分析可知,甲對地面的壓力尸等于甲的重力G,即
F=G=49N
由題意可知,甲的邊長為(Mm,故甲的底面積為
S,,尸0.1mxO.1m=0.01m2
故由p=(可得,甲對地面的壓強為
p49N
%=鼠=6而產(chǎn)=49x1°Pa(2)(a)由表中數(shù)據(jù)可知’放入甲物體之前'水對容器底的
壓強為p行1960Pa,故由p=pg〃可得,放入甲物體前,乙容器中水的深度為
P水1960Pa
=0.2m(b)由題意可知,甲的密度大于水的密度,口.水
p水g1x103kg/m'x9.8N/kg
的深度大于甲的高度,故由物體的浮沉條件可知,甲物體將浸沒在水中,此時甲物體排開的
水的體枳為
V^V//^IxlO^m3此時水面上升的高度為
y1x10-33
兇=y=公而=°05m若此時水未溢出,則此時容器中的水的深度為
h=h^4-A/?=0.2m+0.05m=0.25m
故由p=pgh可得,此時水對容器底部的壓強為
p=p木gh=1x103kg/m3x9.8N/kgxO.25m=245OPa
由表中數(shù)據(jù)可知,此時水對容器底部的壓強的實際值小于該值,故可知此時容器中有水溢出,
由P=0g〃可得,此時容器中的水的實際高度為
lxlO3kg/m、9.8N/kg=°22m可得此時容器中水的體積為
Vo=S^ho-V^=2xl0-2m2x0.22m-lx103m3=3.4x1O^m3
水的質(zhì)量為
tn行p次為=1x103kg/m3x3.4x10'3m2=3.4kg
故由G二次g可得,水的重力為
G%m次g=3.4kgx9.8N/kg=33.32N
由受力分析可知,乙容器對地面的壓力/干等于水和甲的重力之和Ga即
產(chǎn)后G卡G及+G行33.32N+49N=82.32N
故由p=(可得,乙容器對地面的壓強為
p8232N
P乙=消=cm,=4116Pa答:(1)甲對地面的壓強為5xl()3pa;
S乙0.02m
(2)(a)放入甲物體前,乙容器中水的深度為0.2m;
(b)乙容器對地面的壓強為4116Pa。
19.(2022.上海黃浦?二模)如圖所示,圓柱形容器放在水平面上,容器內(nèi)外底面積分別為
0.8S和S?現(xiàn)在容器中倒入水。
①若水的體積為2x10-3n?,求水的質(zhì)量陰水;
②求液面下0.1m處水的壓強以;
③現(xiàn)將一密度為"的實心物體放入裝有水的容器中(水不溢出,。>。*),要求容器對地面
的壓強的增加量修容等于水對容器底部的壓強的增加量,請通過計算說明物體密度0
的范圍。
n?
【答案】①2kg;②lOOOPa;③8<241.25夕水
s
【解析】
解:①水的質(zhì)量
叫=8以=L()xl()'kg/m3x2xl0-3m3=2kg②液面下0.1m處水的壓強
p=0kg〃=L()xlO'kg/m3xl()N/kgx().lm=l(XX)Pa③因,故物體放入水中后,物體
將沉底,排開水的體積/4丫,則水面樂高的高度
匕作V
△〃二法工赤水對容器底部壓強的增加量
3內(nèi)U.33
如水=p^g\h<《答而容器對地面的壓強的增加量
0.8S
相容=手誨=蹩=咚容器對地面的壓強的增加量W容等于水對容器底部的壓強的增
JJJJ
加量如水,由此可得
國4經(jīng)生解得
50.8S
P4125。水結(jié)合0>0水可知物體密度p的范圍
0水341.250木答:①若水的體積為2xl(T3m,水的質(zhì)量%.為2kg:
②液面下0.1m處水的壓強P木為lOOOPa;
③物體密度0的范圍為。水<041250水。
20.(2022?上海楊浦?二模)如圖所示,足夠高的薄壁柱形容器A和均勻圓柱體B置于水平
地面上.A中盛有體積為2x10-3米3的水,B物體重為20牛,底面積為2x10-2米2.
②求B對水平地面的壓強PB.
③現(xiàn)將圓柱體B沿水平方向均勻分成若干等份,逐個將每一等份放入容器A中并疊成柱形,
直至全部放入容器A.下表記錄的是上述過程中水對容器底部的壓強p次和容器對桌面的壓
強p?■.
未放入放入一塊............全部放入
P卡(帕)490588......882980
P容(帕)540640......9401040
請根據(jù)上述信息求出容器A的重力G方和圓柱體B的體積Vfi.
【答案】2千克;1x103帕;2xl()3米3
【解析】
(1)A中盛有體積為2xl(Pm3的水,由夕=會知道,A中水的質(zhì)量是:
m4=pK=1.0xl03kg/nPx2x1O_3m3=2kg;
⑵B物體重為20N,底面積為2x10-2m2,B對水平地面的壓強:
FG20N
:
pBK=-=—=-------~7=lOOOPa.
SSB2xl0-nr
(3)水對柱形容器A的壓力等于水的重力是:
Fi=G^=m次g=2kgx9.8N.kg=19.6N;
由于水對容器底部的壓強是P水=3,所以,SA=—=^i^=004m2
S,P水490Pa
未放入時容器對桌面的壓強p*=540Pa,容器對桌面的壓力是:
F斫p?SA=540Pax0.04m2=21.6N;
將容器與水視為一個整體,對桌面的壓力等于容器與水的總重,即尸產(chǎn)Gg,容器A的重:力
是:
G行G忌?G產(chǎn)產(chǎn)獷G產(chǎn)21.6N-19.6N=2N;
QQApq
由表中數(shù)據(jù)知道,放入B前和B完全浸沒,"次是原來的哭詈一2倍,由.=28力,水的深
490Pa
度是原來的2倍,水的體積也是原來的2倍,故圓柱體B的體積是:
愎=2x10-3m3
答:(1)A中水的質(zhì)量為2kg;
(2)B對水平地面的壓強為lOOOPa;
(3)容器A的重力是G/=2N,圓柱體B的體積是2x10-3m3.
21.(2022?上海市延安初級中學模擬預測)底面積為0.01m2、質(zhì)量為0.5kg、足夠高的薄壁
圓柱形容器置于水平桌面上,如圖(a)所示,容器內(nèi)盛有2kg的水。求:
(1)水的體積;
(2)水對容器底部的壓強;
(3)現(xiàn)有三個不同物塊,其密度、體積如表所示。選擇其中一個分別用兩種不同的方式將
該物體浸沒水中;如圖(b)所示,用細線吊著物塊浸入水中,浸入前后容器對桌面壓強差
為Aft;如圖(c)所示,將物體直接浸沒水中,沒入前后容器對桌面壓強差為△心.為了使
與Ap?的比值最小,指出選擇的物體并說明理由,求出該比值。
物塊甲乙丙
密度4P水3。水2。水
體積2V4V3V
L1
OL
(a)b)(C)
【答案】(1)2xl0-3m3;(2)1960Pa;(3)物塊甲y(理由見解析)
4
【解析】
解:(1)水的體積
以2kg=2xlCT3m3(2)水的深度
夕水l.OxlO'kg/m'
仁導需A。.水對容器底部的壓強
p=0水g/?=1.0xl03kg/m3x9.8N/kgx0.2m=1960Pa(3)應選物塊甲,理由如下:
由題意可知,圖(b)、圖(c)方式容器對桌面壓力的增加量分別為
△耳=/=2kg/△5=6物=//=夕物g%,則圖(b)>圖(c)方式容器對桌面壓強的增加
量分別為
M=竽=,'水:、Pi=毀=翟"M和"的比值為
3底3底3底3底
「水g匕勿
學^=行尸="可見物體密度越大,利△生的比值越小,故應選物塊甲。和Ap?的
即2。物g%P物
S底
Uz/吉E|-/&P\P根0<]
比值最小值為「=——-=~
32。物4外4
答:⑴水的體積為2x10-3m3。
(2)水對容器底部的壓強為1960Pa。
(3)應選物塊甲,如?和的比值最小值為::
22.(2022?上海民辦行知二中實驗學校二模)如圖所示,盛有酒精和水的兩個足夠高的柱形
容器置于水平地面上。若向容器中分別倒入相等體積的原有液體,倒入前后液體對容器底的
壓強記錄在下表中。(P酒=O.8xl()3千克/米3)
(1)求倒入后容器中酒精的深度%;
(2)若倒入后酒精的質(zhì)量為3.2千克,求酒精的體積%;
(3)求兩容器內(nèi)部底面積S酒:S水的值。
液體對容器底部的壓強倒入前倒入后
P酒(帕)11761568
P水(帕)11761960
【答案】(1)0.2m;(2)4x1。3m3;(3)8:5
酒精
J口水I
【解析】
【分析】
解:(1)根據(jù)。=0g
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