初中物理中考二轮专题练习 题型21 有关浮力动态变化问题
展开专题21 浮力动态变化问题
有关浮力的动态变化问题中,主要分为漂浮体模型(含外施力模型或外绳拉物模型);内绳拉物模型。如图所示:
图1 漂浮体模型 图2 外施力模型
图3 外绳拉物模型 图4 内绳拉物模型
题型一 漂浮体模型
(1)物体所受浮力变化量与增减的物体重力之间的关系
注意:外施力模型,外绳子拉物模型分析方式相似。
例1.如图1所示,重力为12N,体积为2×10−3m3的木块A漂浮在水面上,如图甲所示;现将一合金块B放在木块A的上方,木块A恰好有4/5的体积浸入水中,如图乙所示。则合金块B的质量为 kg。
答案:0.4
图1 图2
变式训练1:将一个质量为79g的铁块放在木块上面,木块恰好全部浸没在水中,如图2所示,若将铁块拿掉,则木块露出水面的体积为( )
A.10cm3 B.13cm3 C.79cm3 D.40cm3
答案:C
变式训练2:如图甲所示,水平面上有一个薄壁圆柱形容器,容器中装有适量的水,现将一质量3kg的物块放入容器中,物块漂浮在水面上,物块的体积为5×10-3m3,如图乙用力缓慢向下压物块,直至使物块恰好浸没在水中的过程中,压力F的大小为 N。
答案:20
(2)增减物重与液体对容器底压力变化量之间关系
结论:增减物重等于液体对容器底压力变化量。
注意:外施力模型,外绳子拉物模型分析方式相似。
(3)增减物重与容器对桌面的压力变化量之间关系
结论:增减物重等于容器对桌面的压力变化量。
注意:外施力模型,外绳子拉物模型分析方式相似。
例3.如图所示,底面积为100cm2薄壁圆柱形容器盛有适量的水,重力为10N,体积为2×10−3m3的木块A漂浮在水面上,如图甲所示;现将一合金块B放在木块A的上方,木块A恰好有3/4的体积浸入水中,如图乙。液体对容器底压力变化量为 N,对容器底压强变化量为 pa。
答案:5 500
变式训练:如上图所示,在例1的基础上,容器对桌面压力变化量为 N,对桌面的压强变化量为 pa。
答案:5 500
题型二 内绳拉物模型
(4)物体所受浮力变化量与绳子拉力变化量之间的关系。
(5)绳子拉力变化量与水对容器底压力的变化量的关系。
(6)绳子拉力变化量与容器底对桌面的压力变化量的关系。
结论:绳子剪断前后,容器底对桌面的压力变化量为0。
总结:内绳拉物模型
物体所受浮力变化量等于绳拉力的大小,等于液体对容器底压力的变化量。
综述:在漂浮体模型中,设液面高度变化为,容器的底面积为S,则有:
增减物体模型:
外施力、外绳拉物模型:
在内绳拉物模型中:
例4.小英同学得到一边长为10 cm,密度为0.7 g/cm3的正方体木块,她将木块用细线系于圆柱形容器内的水中,如图所示,请你帮她分析以下几个问题:(圆柱形容器静止在水平桌面上)
(1)木块所受的浮力大小?
(2)细线的拉力大小?
(3)剪断细线,当木块静止时,容器底部受到液体的压力与细线未断时变化了多
少?
答案:(1)10 (2)3 (3)3
变式训练:如图甲所示,水平桌面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为4.0×10-5m3.求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块的质量;
(3)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中(水未溢出),此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少?
答案:(1)0.4N (2)0.04kg (3)20Pa
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