專題02 壓強(qiáng)和浮力綜合（原卷版）

專題02壓強(qiáng)和浮力綜合【解題技巧】1、壓強(qiáng)比大小問(wèn)題：①固體壓強(qiáng)應(yīng)優(yōu)先考慮公式F=F/S，比較F壓力和S受力面積的關(guān)系，柱形固體也可使用P=ρgH來(lái)進(jìn)行判斷②液體內(nèi)部壓強(qiáng)與液體的密度和深度有關(guān)，與其它因素?zé)o關(guān)，而液體對(duì)容器底的壓力與液體壓強(qiáng)和底面積有關(guān)，與其它因素?zé)o關(guān)。所以無(wú)論是同種液體、不同種液體還是加入固體，屬于哪一種情況，只要涉及到液體內(nèi)部壓強(qiáng)以及液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)和壓力時(shí)，應(yīng)先根據(jù)公式P=ρ液gh比較P，再根據(jù)公式F=PS比較F。2、浮力比大小問(wèn)題：①相同液體ρ液則比較V排大?、谙嗤琕排則比較ρ液③同一物體比狀態(tài)（一般放在不同液體中）④不同物體比物重（一般放在相同液體中）3、壓強(qiáng)和浮力的計(jì)算近年中考有關(guān)浮力難題多以阿基米德原理和運(yùn)用物體的浮沉條件，通常會(huì)跟壓力、壓強(qiáng)、質(zhì)量、密度、杠桿、滑輪等知識(shí)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(gè)力的作用，并處于靜止?fàn)顟B(tài)（漂浮或懸?。?/p>

(3)列出二力平衡的方程:

F浮=

G物。

(4)展開(kāi)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(gè)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(hào)代替，如F浮與F浮’等?！纠}精析】一．液體的壓強(qiáng)的計(jì)算1．肺活量是檢測(cè)肺功能重要指標(biāo)之一，是指一個(gè)人最大吸氣后再做最大呼氣所呼出的氣體體積，單位是毫升（mL）。右圖是一種測(cè)量肺活量方法的示意圖，把薄壁圓筒A倒扣在容器內(nèi)水中，測(cè)量前筒內(nèi)充滿水。測(cè)量時(shí)，被測(cè)者吸足空氣，再通過(guò)B盡量將空氣呼出，呼出的空氣通過(guò)導(dǎo)管全部進(jìn)入A內(nèi)，使A浮起。若初三女生小麗用這種方法測(cè)其肺活量，測(cè)得筒外水面到容器底部的距離h是20cm，到A的底部距離是13cm。已知A的質(zhì)量為400g，橫截面積為200cm2，（筒A內(nèi)空氣質(zhì)量忽略不計(jì)）求容器底部受到水的壓強(qiáng)為Pa，小麗肺活量為mL。若在小麗吹氣時(shí)，在A的正上方放置質(zhì)量為100g的小物塊C，求放置物塊前后筒A內(nèi)氣體壓強(qiáng)的變化量為Pa。2．如圖是公廁里間歇式自動(dòng)沖水箱的原理圖，進(jìn)水管口以Q1＝200cm3/s的流量24h不間斷地向底面積為1800cm2的長(zhǎng)方體水箱注水，當(dāng)水位上升至h2＝45cm時(shí)，水箱中的水開(kāi)始以Q2＝2000cm3/s的平均流量從出水管口流出沖洗廁所，當(dāng)水位下降至h1＝5cm處時(shí)停止沖水。（不計(jì)水箱中水管的體積）求：（1）水位在h2時(shí)水箱底部受到水的壓強(qiáng)。（2）沖洗一次廁所所用的時(shí)間。（3）為節(jié)約用水，在圖示進(jìn)水管A處安裝一個(gè)由微電腦控制的電磁閥。當(dāng)有人進(jìn)入洗手間時(shí)，門(mén)內(nèi)側(cè)紅外線探頭通過(guò)微電腦開(kāi)啟電磁閥，向水箱注水，當(dāng)水位升至h2時(shí)，電磁閥自動(dòng)關(guān)閉停止注水，同時(shí)開(kāi)始沖洗廁所。假設(shè)電磁閥平均每天開(kāi)啟100次，則安裝電磁閥后一天可節(jié)約多少千克水？二．液體壓強(qiáng)計(jì)算公式的應(yīng)用3．在兩個(gè)完全相同的容器中分別倒入甲和乙兩種不同的液體，如圖所示，若甲和乙對(duì)容器底部的壓強(qiáng)相等，則比較甲液體和乙液體質(zhì)量，下面正確的是（）A．m甲＞m乙 B．m甲＝m乙 C．m甲＜m乙 D．無(wú)法比較三．流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系4．由于流體具有粘滯性，因而物體在流體中運(yùn)動(dòng)要受到流體的阻力?？茖W(xué)家們已測(cè)得半徑為R的球在流體中以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)受流體阻力大小為F＝6πηRv，其中η為流體的黏滯系數(shù)，不同流體η不同，它由流體的性質(zhì)決定。某課外興趣小組在研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中為了測(cè)定某種流體的黏滯系數(shù)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：讓密度為ρ＝1.2×103kg/m3半徑為R＝3cm的實(shí)心球在密度為ρ0＝0.8×103kg/m3的透明液體中豎直下落，發(fā)現(xiàn)球先加速下落后勻速下落，該興趣小組的同學(xué)用頻閃攝影的方法測(cè)出球勻速下落時(shí)的速度為v＝4.9m/s．若球的體積計(jì)算式為V=43πR3，g＝9.8N/kg．則該流體的黏滯系數(shù)A．0.16N?s/m B．0.48N?s/m C．0.16N?s/m2 D．0.48N?s/m25．閱讀短文，回答問(wèn)題：無(wú)葉更舒適如圖甲是一款新型無(wú)葉電風(fēng)扇，與傳統(tǒng)有葉風(fēng)扇相比具有易清潔、氣流穩(wěn)、安全等特點(diǎn)。開(kāi)始時(shí)，底座中的電動(dòng)機(jī)將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，吸入的空氣經(jīng)壓縮后進(jìn)入圓環(huán)空腔，再?gòu)膱A環(huán)空腔上的細(xì)縫中高速吹出，夾帶著周邊的空氣一起向前流動(dòng)。導(dǎo)致后方更多的空氣流入電扇出風(fēng)口，風(fēng)量被顯著放大。無(wú)葉電風(fēng)扇細(xì)縫口結(jié)構(gòu)是根據(jù)“康達(dá)效應(yīng)”設(shè)計(jì)的，康達(dá)效應(yīng)指的是當(dāng)流體（水或空氣等）順著物體的凸表面流動(dòng)時(shí)。有向物體吸附的趨向并沿著物體的表面繼續(xù)向前，在離開(kāi)物體的瞬間，由于慣性其運(yùn)動(dòng)方向與出口末端的法線垂直。（1）風(fēng)扇正常運(yùn)行時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)細(xì)縫口流出的空氣質(zhì)量（小于/等于/大于）進(jìn)風(fēng)口流進(jìn)的空氣質(zhì)量。（2）下列與后方更多的空氣流入電扇出風(fēng)口的原理相同的是。A．載重汽車裝有許多車輪B．飛機(jī)飛行時(shí)機(jī)翼獲得升力C、足球在草坪上滾動(dòng)得越來(lái)越慢D．帶電的玻璃棒能吸引輕小物體（3）某品牌的無(wú)葉電風(fēng)扇在實(shí)際電功率相同時(shí)，它的出風(fēng)量與出風(fēng)口面積有關(guān)，相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示，利用表中數(shù)據(jù)在乙坐標(biāo)系中作出電扇出風(fēng)量與出風(fēng)口面積的圖象。出風(fēng)口面積/dm2出風(fēng)量/L?s﹣18450125501659020600（4）如圖是小明設(shè)計(jì)的圓環(huán)空腔橫截面示意圖，其中設(shè)計(jì)合理的是。（5）在相同時(shí)間內(nèi)，電扇出風(fēng)口輸出的能量比細(xì)縫口輸出能量要大，這是因?yàn)椤?．測(cè)量水龍頭打開(kāi)后的出水速度（1）首先老師告訴同學(xué)們流量是表示單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一橫截面的流體的體積，若水流在粗細(xì)均勻的水平管道內(nèi)向右勻速流動(dòng)，設(shè)水流速度為v，管內(nèi)通道的橫截面積為S．如圖所示，取一段管道AB，水從B端流到A端所用時(shí)間為t，則AB間水柱的長(zhǎng)度L＝，根據(jù)流量的定義，Q＝。（以上兩空要求用S、v、t中的字母表示）。（2）某同學(xué)根據(jù)流量的導(dǎo)出公式設(shè)計(jì)了如下測(cè)量水龍頭出水速度的實(shí)驗(yàn)方案：①測(cè)出水龍頭出水口的內(nèi)壁直徑d。②打開(kāi)水龍頭使水以適當(dāng)?shù)乃俣葎蛩倭鞒?，用容器接水并同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)出經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t后容器內(nèi)水的體積V。③由流量的導(dǎo)出公式算出自來(lái)水龍頭出水速度表達(dá)式為。（用d、t、π、V表示）四．阿基米德原理的應(yīng)用7．甲、乙兩容器分別裝有密度為ρ甲、ρ乙的液體。今有A、B兩個(gè)實(shí)心小球，質(zhì)量分別為mA、mB，體積分別為VA、VB，密度分別為ρA、ρB．已知它們的密度關(guān)系為ρ甲＞ρA＞ρB＞ρ乙，則（）A．若VA＝VB，將兩球都放入甲容器中，靜止時(shí)兩球所受浮力相等 B．若VA＝VB，將兩球都放入乙容器中，靜止時(shí)兩球所受浮力之比為ρA：ρB C．若mA＝mB，將A、B兩球分別放入乙、甲容器中，靜止時(shí)兩球所受浮力相等 D．若mA＝mB，將A、B兩球分別放入甲、乙容器中，靜止時(shí)兩球所受浮力之比為ρB：ρ乙8．在一個(gè)足夠深的容器內(nèi)有一定量的水，將一個(gè)長(zhǎng)10cm、橫截面積50cm2的圓柱形實(shí)心塑料塊掛于彈簧秤上，當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí)（塑料塊沒(méi)有離開(kāi)水面），彈簧秤示數(shù)為4N，如圖甲所示。已知彈簧的伸長(zhǎng)與受到的拉力成正比，彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm，g取10N/kg。若往容器內(nèi)緩慢加水，當(dāng)彈簧秤的示數(shù)為2N時(shí)，水面升高6cm。此過(guò)程中水面升高的高度△H與所加水的體積V的關(guān)系如圖乙所示。根據(jù)以上信息，能得出的正確結(jié)論是（）A．所加水的體積至1400cm3時(shí)，彈簧秤示數(shù)恰為零 B．塑料塊的密度為0.6×103kg/m3 C．容器的橫截面積為125cm2 D．加水1000cm3時(shí)，塑料塊受到的浮力為1N9．如下圖中甲、乙、丙、丁四圖所示，一鐵碗與一鐵球置于水中，則四種情況中，容器內(nèi)液面的高低排序是鐵碗所受液體的浮力大小的排序是。10．如圖甲所示，在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧上方連有正方體木塊A，容器側(cè)面的底部有一個(gè)由閥門(mén)B控制的出水口，此時(shí)木塊A剛好完全浸沒(méi)在水中，接著打開(kāi)閥門(mén)B，緩慢放水，直至木塊A完全離開(kāi)水面時(shí)，再關(guān)閉閥門(mén)B．這個(gè)過(guò)程中，彈簧彈力F與木塊露出水面的體積V的關(guān)系如圖乙所示。（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ木＝0.7×103kg/m3，木塊體積為V0，不計(jì)彈簧所受浮力）（1）CD段彈簧處于（填“壓縮”或“伸長(zhǎng)”）狀態(tài)。（2）點(diǎn)D的橫坐標(biāo)d值大小為多少？（結(jié)果用V0表示）（3）點(diǎn)C與點(diǎn)E的縱坐標(biāo)c、e的絕對(duì)值之比為。五．探究影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)11．如圖所示，兩個(gè)相同的彈簧測(cè)力計(jì)分別懸掛兩個(gè)相同的金屬圓柱體，圓柱體的質(zhì)量為0.5kg，向甲、乙兩個(gè)相同的燒杯內(nèi)加入水和另外一種未知液體。當(dāng)加入液體達(dá)到一定量時(shí)，兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)都為3N，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）當(dāng)燒杯內(nèi)的液體逐漸增加時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸，液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)（填“增大”、“減小”或“不變”）。（2）待彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定時(shí)，求此時(shí)金屬圓柱體所受浮力。（3）若浸入的深度h甲：h乙＝5：2，求另一種未知液體的密度。（4）試比較兩圓柱體底部受到的液體壓力F1F2（填“＜”、“＞”或“＝”）。六．壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算12．如圖所示，有一個(gè)梯形物體浸沒(méi)在某種液體中（物體與容器底不緊密接觸），液體的密度為ρ，深度為H，物體高度為h，體積為V，較大的下底面面積為S′，較小的上底面面積為S″，容器的底面面積為S，則該物體受到水向下的壓力F是（）A．ρg（HS′﹣V） B．ρgV﹣ρghS′ C．ρghS′﹣ρgV D．ρg（H﹣h）S″七．物體的浮沉條件及其應(yīng)用13．在裝有不同液體的甲、乙兩個(gè)容器中，同時(shí)放入兩個(gè)完全相同的物體，當(dāng)物體靜止后兩容器內(nèi)液面恰好相平，如圖所示。若液體對(duì)甲、乙兩容器底部壓強(qiáng)分別是p甲、p乙，液體對(duì)兩物體的浮力分別是F甲、F乙，則下列判斷中正確的是（）A．p甲＜p乙，F(xiàn)甲＝F乙 B．p甲＞p乙，F(xiàn)甲＝F乙 C．p甲＝p乙，F(xiàn)甲＜F乙 D．p甲＝p乙，F(xiàn)甲＞F乙14．粗細(xì)均勻、密度為ρ蠟的蠟燭底部粘有一塊質(zhì)量為m的鐵塊，蠟燭豎直漂浮在密度為ρ水的水中，蠟燭露出水面的高度為H，如圖。點(diǎn)燃蠟燭，直至蠟燭與水面相平、燭焰熄滅（假定蠟燭油不流下來(lái)），設(shè)燃燒掉的蠟燭長(zhǎng)為L(zhǎng)，則LHA．ρ蠟ρ水 C．ρ水ρ水15．在兩個(gè)相同的薄壁塑料瓶（質(zhì)量忽略不計(jì)）內(nèi)分別裝入體積相等、密度為ρ甲和ρ乙的兩種液體后密封，再把它們放入兩個(gè)裝有水的容器中，處于如圖所示狀態(tài)。下列判斷正確的是（）A．ρ甲＞ρ乙 B．ρ甲＝ρ乙 C．ρ甲＜ρ乙 D．無(wú)法確定16．如圖所示，四個(gè)相同的容器內(nèi)水面一樣高，a容器內(nèi)只有水，b容器內(nèi)有木塊漂浮在水面上，c容器內(nèi)漂浮著一塊冰塊，d容器中懸浮著一個(gè)空心球。則下列四種說(shuō)法正確的一組是（）①每個(gè)容器的總質(zhì)量都相等②b容器中再倒入酒精后，木塊在液面下的體積減?、踓容器中冰塊熔化后水面高度升高④d容器中再倒入酒精后，小球?qū)⑾鲁?。A．①④ B．③④ C．①② D．②④17．將體積相同、材料不同的A、B兩個(gè)實(shí)心小球，分別輕輕放入甲、乙兩個(gè)相同的裝滿水的燒杯中，兩球靜止時(shí)，A球沉底，B球漂浮，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．兩個(gè)小球的質(zhì)量關(guān)系mA＝mB B．兩個(gè)小球所受浮力