2026年中考物理一轮复习专题课件 密度、压强、浮力综合计算

这是一份2026年中考物理一轮复习专题课件 密度、压强、浮力综合计算，共48页。PPT课件主要包含了方法指导，一阶方法训练，例1题图，7×103，例2题图，二阶综合提升，例3题图，水槽内水面的高度差，Sh3－h1，例4题图等内容，欢迎下载使用。
类型1　漂浮、悬浮、沉底类
常见物理量的计算分析如下：
例1　已知薄壁容器重为1 N、底面积为200 cm2，装入水的质量为2 kg.将边长为10 cm、重力为6 N的正方体物块A放入容器内的水中静止时如图所示，物块A受到的浮力大小为 N，容器对水平桌面的压强为 ⁠Pa.(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
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例2　图甲、乙两个相同的容器中盛有相同体积的不同液体，将橡皮泥捏成正方体先后放入甲、乙两容器中，橡皮泥所处的位置如图所示，已知橡皮泥的质量为0.11 kg，图甲容器中液体的密度为1.1×103 kg/m3，图乙容器中橡皮泥对容器底部的压力大小为0.4 N. 乙容器中橡皮泥受到的浮力为 N；乙容器中液体的密度为 kg/m3.乙容器中液面高度为10 cm，液体对容器底部的压强为 Pa(g取10 N/kg).
例3　如图所示，某同学用一个上端开口的圆柱形厚底空塑料瓶和装有水的圆柱形水槽制作了一个浮力秤，用于测量质量.空塑料瓶质量为120 g，塑料瓶底面积为20 cm2，水槽底面积为120 cm2，瓶身能够浸入水中的最大长度为18 cm，使用过程中水不溢出，塑料瓶始终漂浮且瓶身保持竖直.已知水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，不考虑塑料瓶侧壁的厚度.求：
(1)空载时塑料瓶受到的浮力；
解：(1)空塑料瓶的重力G瓶=m瓶g=0.12 kg×10 N/kg=1.2 N由于漂浮，空载时塑料瓶受到的浮力F浮1=G瓶=1.2 N
空塑料瓶质量为120 g，塑料瓶底面积为20 cm2，水槽底面积为120 cm2，瓶身能够浸入水中的最大长度为18 cm，使用过程中水不溢出，塑料瓶始终漂浮且瓶身保持竖直.已知水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，不考虑塑料瓶侧壁的厚度.求：
(2)浮力秤的最大称量值；
解：(2)当放入最大称量物时，浸入水中深度最大，此时塑料瓶排开水的体积V排=S瓶h=20×10－4 m2×0.18 m=3.6×10－4 m3此时塑料瓶受到的浮力F浮2=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3.6×10－4 m3=3.6 N此时所载物体的重力G物=F浮2－G瓶=3.6 N－1.2 N=2.4 N浮力称的最大称量值mmax=G物g=2.4 N 10 N/kg=0.24 kg
(3)浮力秤空载时和最大称量时水槽内水面的高度差.
方法二：浮力秤空载时和最大称量时塑料瓶浸入水中的体积变化量
类型2　出水、入水类[2021.14(2)、2020.11、2019.12]
S(Δh1＋Δh2)　
例4如图所示，已知薄壁容器重为1 N、底面积为200 cm2，装入水的质量为2 kg，用力将边长为10 cm、重力为6 N的正方体物块A逐渐向下压，使其完全浸没在水中(水未溢出)，则施加在物块A上的力F的大小为 N，相较于例1，水面上升的高度为 cm.(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
例5　如图所示，将底面积为100 cm2、盛有适量水的薄壁(不计厚度)柱形容器放在水平桌面上，用细绳悬挂一重8 N、高10 cm、底面积为40 cm2不吸水的长方体物块A，将物块A从容器底部开始缓慢向上提起的过程中(g取10 N/kg).求：
(2)物块A出水的过程中，当水面高度下降2 cm时，物块A露出水面的高度.
类型3　注水、排水类(2025.22、2019.22)
④(S容－S物)h物ρ水
⑧G(或S物Δh3ρ水g)　
例6如图所示，将一底面积为100 cm2，高为10 cm的圆柱体物块放入底面积为400 cm2的足够高的长方体容器中，现向容器中注入1 500 cm3的水(物块未漂浮)，水对容器底的压强为 Pa.(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
变式1　物块密度小于液体密度
(1)若物块的质量为0.8 kg，继续向容器中注水，当继续注入 cm3水时，物块对容器底的压力为零(g取10 N/kg).
(2)当注入水的总体积为3 000 cm3时，水的深度为 cm.
变式2　物块密度大于液体密度
(1)若物块的质量为1.1 kg，继续向容器中注水，物块 (选填“可能”或“不可能”)浮起.
(2)求物块对容器底的最小压力(g取10 N/kg).
解：(2)由于物块不能浮起，则当物块浸没后所受浮力最大，对容器底的压力最小，此时物块所受浮力F浮=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10－3 m3=10 N容器底对物块的支持力F支=G－F浮=1.1 kg×10 N/kg－10 N=1 N则物块对容器底的最小压力F压=F支=1 N
(3)求当注入水的总体积为3 000 cm3时，水的深度.
解：(3)包裹圆柱体部分的体积V包=(S容－S物)h柱=(400 cm2－100 cm2)×10 cm=3 000 cm3注入水的总体积V总=V包=3 000 cm3则注入水的总体积为3000 cm3时，水的深度h=h柱=10 cm
例7　 如图甲所示，薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积S0＝100 cm2，质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住，悬挂于装有水的容器中.以恒定的速度向容器外缓慢排水(每分钟排出100 cm3)，直至排完为止.细绳的拉力大小与排水时间的关系如图乙所示，物块不吸水，忽略细绳体积、液体扰动等其他次要因素.(水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)物体的重力为 N，物体完全浸没时，绳子对物体的拉力为 N，所受的浮力 N.
细绳的拉力大小与排水时间的关系如图乙所示，物块不吸水，忽略细绳体积、液体扰动等其他次要因素.(水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(2)排水5 min时容器底部受到水的压强是多大？
(2)第5 min时，水面刚好与物块的下表面相平，容器内剩余水的体积
V1＝100 cm3/min×9 min－100 cm3/min×5 min＝400 cm3
p1＝ρ水gh1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m＝400 Pa
(3)物块的体积是多大？
(4)2 min时物块下表面受到水的压强是多少？
考向1　漂浮、悬浮、沉底类(2021.22)
1. (2021新疆22题5分)一端开口的圆柱形容器的器壁厚度均匀，容器的内底面积S1＝200 cm2，外底面积S2＝250 cm2，将圆柱形容器(内有质量可忽略的空气)倒扣于水中静止时如图所示.已知容器内外液面的高度差h1＝5 cm，容器口与容器外部液面的高度差h2＝8 cm，大气压强取1.0×105 Pa.(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
(1)外部大气对容器底的压力；
已知容器内外液面的高度差h1＝5 cm，容器口与容器外部液面的高度差h2＝8 cm，大气压强取1.0×105 Pa.(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
(2)容器口处的水产生的压强；
解：(2)由p＝ρgh可得，容器口处受到水的压强 p＝ρ水gh2＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m＝800 Pa
(3)圆柱形容器所受的重力.
解：(3)进入容器中水的重力G水＝ρ水gV水＝ρ水gS1(h2－h1)＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×200×10－4 m2×(0.08 m－0.05 m)＝6 N将圆柱形容器和容器中的水看作一个整体，整体受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝ρ水gS2h2＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×250×10－4 m2×0.08 m＝20 N整体漂浮在水中F浮＝G总＝G容＋G水所以容器的重力G容＝F浮－G水＝20 N－6 N＝14 N
考向2　出水、入水类[2021.14(2)、2020.11、2019.12]
2. (2020新疆11题2分)一个盛有足够多水的溢水杯放在水平桌面上，先往溢水杯中投入一个质量为m的小球A，从溢水杯中溢出的水的质量为20 g，再往溢水杯中投入一个质量为2m的小球B，从溢水杯中再次溢出的水的质量为80 g，此时小球A、B受到的总浮力为F浮，水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了ΔF. 已知小球A、B的密度均小于水的密度(g取10 N/kg)，则(　A　)
3. (2019新疆12题2分)如图所示，盛有水的圆柱体小容器漂浮在盛有水的圆柱体大容器中，大容器的底面积是小容器底面积的 4 倍(大、小容器壁的厚度均不计).现将体积相等的小球A、B投入小容器中，投入后，两容器内的水对各自容器底部压强的增加量相等.小球A的密度最大值为(　D)
4. (2022课标素材题)[2021新疆14题(2)3分]我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底，标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平.为保障“奋斗者”号在水下平稳运行不易侧翻，应将密度较小的浮力材料安装在“奋斗者”号的 (选填“顶”或“底”)部.“奋斗者”号坐底时可视为悬浮状态，当抛掉其舱底外部质量为2 t、密度为8×103 kg/m3的压载铁后开始加速上升，此时“奋斗者”号受力 (选填“平衡”或“不平衡”)；当海水的阻力增大到一定值时，“奋斗者”号开始匀速上升，此时其受到的海水的阻力为 N(海水的密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg).
考向3　注水、排水类(2025.22、2019.22)
5. (2025新疆22题5分)如图甲所示，A、B两个薄壁圆柱形空容器下半部用细管(体积不计)水平连通后放在水平地面上，将18 kg水经A容器缓慢的注入整个装置的过程中，水对A容器底部的压强p与注入的水的质量m的关系如图乙所示.将一个内部有许多小气泡的冰球投入到A容器中(水未溢出)，水面刚稳定时冰球露出水面的体积V露＝216 cm3，此时B容器中水的深度增加了Δh＝0.03 m.已知冰的密度为ρ冰＝0.9×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg.求：
(1)质量为18 kg的水的重力；
解：(1)质量为18 kg的水的重力G水＝m水g＝18 kg×10 N/kg＝180 N
将一个内部有许多小气泡的冰球投入到A容器中(水未溢出)，水面刚稳定时冰球露出水面的体积V露＝216 cm3，此时B容器中水的深度增加了Δh＝0.03 m.已知冰的密度为ρ冰＝0.9×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg.求：
(2)当往整个装置中注入水的质量为5 kg时 ，水对B容器底部的压强；
由图乙可知，当注入水的质量为4～6 kg时，水对A容器底部的压强不变，说明A容器此时水面到达细管的位置，水流入B容器，当B容器水面到达细管的位置时，注入B容器中水的质量
当往整个装置中注入水的质量为5 kg时，注入B容器中水的质量
pB＝ρ水ghB＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m＝500 Pa
(3)冰球放入A容器中水面刚稳定时，冰球内部气泡的总体积V气.
解：(3)冰球放入A容器后，由于A、B两容器构成连通器，所以A容器中水的深度也增加0.03 m则冰球浸入水中的体积V浸＝(SA＋SB)Δh＝(0.04 m2＋0.02 m2)×0.03 m＝1.8×10－3 m3冰球处于漂浮状态，浮力等于重力，则冰球的重力G冰＝F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV浸＝1.0×103 m3×10 N/kg×1.8×10－3 m3＝18 N
冰球的总体积V冰球＝V浸＋V露＝1.8×10－3 m3＋216×10－6 m3＝2.016×10－3 m3
冰球内部气泡的总体积V气＝V冰球－V冰＝2.016×10－3 m3－2×10－3 m3＝1.6×10－5 m3＝16 cm3
6. (2019新疆22题5分)港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥，其海底隧道由33节沉管组成.某节沉管两端密封后的质量为7.5×107 kg，体积为8×104 m3.安装时，用船将密封沉管拖到预定海面上，向其水箱中灌入海水使之沉入海底，为了便于观察安装情况，沉管竖直侧壁外表面涂有红、白相间的水平长条形标识(如图所示)，每条红色或白色标识的长度L均为30 m，宽度d均为0.5 m.海水的密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg.求：
(1)沉管灌水前的重力；
解：(1)沉管灌水前的重力G＝mg＝7.5×107 kg×10 N/kg＝7.5×108 N
每条红色或白色标识的长度L均为30 m，宽度d均为0.5 m.海水的密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg.求：
(2)要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力；
解：(2)将沉管完全浸没在海水中时，沉管受到的浮力F浮＝ρ海水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8×104 m3＝8×108 N至少需要灌入海水的重力G灌水＝F浮－G＝8×108 N－7.5×108 N＝5×107 N