2024中考物理备考专题 能力提升4 B卷压强、浮力综合计算 (课件)

这是一份2024中考物理备考专题 能力提升4 B卷压强、浮力综合计算 (课件)，共60页。PPT课件主要包含了考情及趋势分析，ρ液gV排，G物－F支，2石块所受重力，2物块的密度等内容，欢迎下载使用。
一、静态基本公式应用(8年4考)
例1　 如图所示，水平桌面上放置一重为1 N、底面积为200 cm2的薄壁圆柱形容器，容器内装入水的质量为2 kg.将边长为10 cm的正方体木块A放入容器中的水中，木块A静止时有 的体积露出水面．(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
解：(1)已知正方体木块A的边长L＝10 cm＝0.1 m木块A排开水的体积V排＝(1－ )×VA＝ ×(0.1 m)3＝6×10－4 m3木块A受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10－4 m3＝6 N
(1)木块A受到的浮力F浮；
(1)已知木块边长→木块体积→木块排开水的体积→根据公式F浮＝G排＝ρ液gV排→浮力大小；
(2)木块A的密度ρA;
(2)求出木块A所受浮力→判断物体的沉浮→木块的重力(质量)→密度公式(ρ＝ )→密度大小；
(3)水对容器底部的压强p水；
(3)容器中水的体积V水＝ ＝2×10－3 m3水面的高度h＝ ＝0.13 m水对容器底部的压强p水＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.13 m＝1 300 Pa
(4)容器对水平桌面的压强p容．
(4)将木块A、水和容器当成一个整体，它们对桌面的压力F压＝G总＝G容＋G水＋GA＝G容＋m水g＋GA＝1 N＋2 kg×10 N/kg＋6 N＝27 N容器对水平桌面的压强p容＝ ＝1.35×103 Pa
变式1　下压物体如图所示，现用力F下压正方体木块A，使其恰好浸没于水中，则压力F＝___N，此时木块A所受浮力为____N，容器底部所受压强的变化量Δp＝_____Pa.
解题关键点先利用V排＝S容Δh求出水面高度的变化量，再利用Δp＝ρgΔh求出容器底部所受压强的变化量．
变式2　切割部分如图所示，同一容器中装有3 000 cm3的盐水，盐水的密度为1.2 g/cm3，将木块A放入盐水中，当它静止时有____cm3的体积露出液面，切去木块A露出液面的部分，当木块A再次静止后，它浸入盐水的体积变为____cm3，此时盐水对容器底部的压强为______Pa.
例2 如图所示，水平面上放置一个盛有水的底面积为300 cm2的薄壁柱形容器，容器里浸没着一个底面积为100 cm2、高为15 cm的长方体石块，此时水面距离容器底的距离为25 cm，并且容器底部受到石块的压力大小恰好等于石块重力的一半．(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：(1)容器底部受到水的压强；
解：(1)由题意可得，容器底部受到水的压强p＝ρ水 gh水＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×25×10－2 m＝2 500 Pa
(2)由于容器底部受到石块的压力大小恰好等于石块重力的一半所以浮力等于重力的一半，即G石＝2F浮根据F浮＝ρ液gV排，且V排＝ V石＝S石h石＝100 cm2×15 cm＝1 500 cm3＝1.5×10－3 m3可得石块所受的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.5×10－3 m3＝15 N所以石块所受重力G石＝2F浮＝2×15 N＝30 N
(3)如果将石块从水中取出，求容器对水平面的压强变化量(石块上沾水的质量忽略不计).
二、动态过程图示情境类型1　物体出水、入水(8年4考)
(1)根据初、末状态画出情境图：以物体为研究对象物体出水情境分析图
注：入水是出水的逆过程，从3→2→1计算即可
(2)利用公式求解计算①已知物体浸入液体的体积V排、容器的底面积S容液面高度变化量： 液体压强变化量：Δp＝ρ液gΔh＝ρ液g
②已知物体上移或下移的高度h移、容器的底面积S容、物体的底面积S物液面高度变化量：Δh＝ ⇒Δh＝ 液体压强变化量：Δp＝ρ液gΔh＝ρ液g
例1　 如图甲所示，在一个底面积为500 cm2的足够高的圆柱形容器中装了5 kg的水，现将一实心长方体物块悬挂于弹簧测力计下，物块下表面刚好与水面接触，从此处匀速下放物块，直至浸没(物块未与容器底接触)的过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中深度h的关系如图乙所示．已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，求：
(1)物块浸没时受到的浮力；
解：(1)由图像可知，物块未浸入水中时，弹簧测力计的示数F＝25 N，因此物块的重力G物＝25 N，物块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′＝15 N，所以浸没时受到的浮力F浮＝G物－F′＝25 N－15 N＝10 N
(3)物块刚好浸没时与没有放入物块前相比，水对容器底的压强变化量；
解法一：利用Δp＝ρ液gΔh求解；
(3)解法一：水面高度变化量Δh＝ ＝0.02 m水对容器底的压强变化量Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m＝200 Pa
解法二：水对容器底的压强变化量Δp＝ ＝200 Pa
解法二：利用Δp＝ 求解，容器底受到的压力变化量ΔF大小等于物块受到的浮力变化量．
(4)物块下表面刚好与水面接触，匀速下放物块，当物块下降1 cm时，水对物块底部的压强．
利用p＝ρ液gh求解，物块浸入水中的深度等于物块下降的高度与水面上升的高度之和，需求解水面上升的高度．
(4)由图像分析可知，物块高度h物＝4 cm，物块的底面积S物＝ ＝250 cm2水面上升的高度Δh′＝ ＝1 cm物块浸入水中的深度h＝h下＋Δh′＝1 cm＋1 cm＝2 cm＝0.02 m水对物块底部的压强p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m＝200 Pa
(5)如果不计容器的质量，当物块浸没在水中，且物块没有到达容器底部时，容器对水平桌面的压强．
解题关键点先确定物块没有到达容器底时，容器对水平面的压力是由水的重力、容器的重力、物块对水的压力(即物块所受的浮力)造成的，再根据 即可求出容器对水平面的压强．
例2　如图所示，体积为3×10－3 m3、密度为2×103 kg/m3的均匀实心圆柱体甲和底面积为2×10－2 m2、高为0.4 m的薄壁圆柱形容器乙置于水平桌面上，乙容器内盛有0.3 m深的水．g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3.求：(1)甲的质量m甲．
(2)水对乙容器底部的压强p水．
(2)已知水的深度h＝0.3 m，水对容器底部的压强p水＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m＝3 000 Pa
(3)现将圆柱体甲浸没在乙容器内的水中，求水对乙容器底部压强的增加量Δp水．
解题关键点先根据V排＝S容Δh求出水面高度的变化量，再根据原有水的深度和容器的高度判断水是否溢出，然后根据Δp＝ρgΔh求出水对容器底部压强的增加量．
(1)根据初、末状态画出情境图注水情景分析图：以物体为研究对象当ρ物ρ液时：①液体到物体下表面之前：Δh＝ ②液体在物体上、下表面之间：如下图，物体浸入液体的体积变化量为ΔV排，物体底面积S物，则Δh＝③液体将物体浸没后再加液体：Δh＝注：排水是注水的逆过程，从4→3→2→1计算即可
解：(1)木块的重力G木＝m木g＝ρ木V木g＝0.6×103 kg/m3×(0.1 m)3×10 N/kg＝6 N
例3　边长为0.1 m的正方体木块，放在如图所示的容器中．现缓慢持续地往容器中注水，一段时间后，木块浮起．已知木块的密度为0.6×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg.求：(1)木块所受的重力为多少？
(2)容器中水面升至多高时，木块刚好浮起？
(3)木块刚浮起时，水对容器底部的压强为多少？
(3)水对容器底的压强p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m＝600 Pa
例4　(2023黑白卷)小李在学习压强、浮力后，进行了如下操作：向质量为0.9 kg、底面积为200 cm2、高度足够高的容器中注入1 100 cm3的水，静置在水平桌面上，已知此时水的深度为h0，如图甲所示．用细绳吊着一均匀实心物体AB，并匀速缓慢放入水中，该物体重9 N，A、B部分均为圆柱体，高度均为5 cm，其中A部分的底面积为100 cm2，B部分的底面积为50 cm2.物体入水的这段过程中，容器内液面高度与时间的变化规律如图乙所示．已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg.
解：(1)水的重力G水＝m水g＝ρ水V水g＝1.0×103 kg/m3×1 100×10－6 m3×10 N/kg＝11 N容器的重力G容＝m容g＝0.9 kg×10 N/kg＝9 N物体未放入前，容器对桌面的压力F＝G水＋G容＝11 N＋9 N＝20 N
(1)物体未放入前，求容器对桌面的压力．
(2)水面高度达到h1时，求水对容器底部的压强．
(3)水面高度达到h2时，求物体受到的浮力．
针对第(3)问第一步：先应判断在水面高度到达h2时物体在水中的状态；
(3)由题意可知，物体入水的这段过程中，液面达到h2时，水面高度不再变化
解题关键点先确定当水面高度达到h2时，物体在水中的状态，再计算出物体浸没的深度，继而计算出物体浸没的体积，再根据F浮＝ρ液gV排计算出物块受到的浮力．
第二步：根据物体在水中的状态，判断物体是全部浸没还是部分浸没体；
此时物体排开水的体积V排＝100 cm2×5 cm＋50 cm2×4 cm＝700 cm3＝7×10－4 m3物体受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7×10－4 m3＝7 N＜9 N，符合题意所以水面高度达到h2时，物体受到的浮力F浮＝7 N
第三步：根据浸没的体积，计算物体受到的浮力．
1.(双选)在水平桌面上有一个盛有水的容器，木块用细线系住没入水中，如图甲所示．将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，且有 的体积露出水面，如图乙所示．下列说法正确的是(　　) A. 甲、乙两图中，木块受到水的浮力之比是5∶3B. 甲、乙两图中，水对容器底部的压强大小相等C. 甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是2∶5D. 甲图中容器对水平桌面的压力小于乙图中容器对水平桌面的压力
2. (2023成都B卷7题4分)如图所示，薄壁长方体容器A放在水平桌面上，底面积为36 cm2 ，高为12 cm，质量为mA＝72 g.容器A内装有144 g水．均匀实心立方体B和C的边长都为4 cm，质量分别为mB＝54 g，mC＝72 g.已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg.忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素．(1)求容器A对水平桌面的压强．
(2)若将B缓慢放入容器中，请分析B平衡时的状态，并求出B放入前后水对容器底部压强的变化量．
容器A中原有水的体积V水＝ ＝144 cm3，V