辽宁地区2018年中考物理总复习微专题二压强浮力的综合计算考点跟踪突破训练

微专题二 压强、浮力的综合计算(分值：38分 建议时间：50分钟)1．(6分)(2017遵义)我国自主设计研发的“蛟龙”号载人深潜器不断刷新潜水深度纪录，为我国探究深海海洋资源 提供了大量宝贵资料．“蛟龙”号的一些主要参数如下表所示境外龙”号可在潜水器外搭载几块压载铁块作无动力下潜．在一次下潜中，搭载3名乘员下潜到7 200 m 深处 作业，3名乘员总质量为180 kg ，自带装备总质量为220 kg ，海水密度取1.0×103kg/m 3，压载铁的密度为7.9×103，g 取10 N/kg.求(1)“蛟龙”号搭载3名乘员及装备 (不含压载铁块)时的总质量；(2) “蛟龙”号下潜到顶部距海面7 200 m 深处时顶部受到海水的压强；(3)“蛟龙”号潜水器无动力下潜时，需在外部搭载4块压载铁块，每块压载铁块的质量为3.16×104kg ，无动力下潜时整个潜水器受到的浮力多大．解：(1)m 总＝m 空重＋m 人＋m 装备＝22×10kg ＋180kg ＋220kg ＝2.24×104kg(2)“蛟龙”号下潜到顶部距海面7200m 深处时顶部受到海水的压强：p ＝ρgh ＝1.0×103kg/m 3×10N/kg ×7200m ＝7.2×107Pa(3)一块压载铁的体积：V 0＝m 0ρ铁＝3.16×104kg 7.9×103kg/m3＝4m 3，4块压载铁的体积：V 铁＝4V 0＝4×4m 3＝16m 3“蛟龙”号潜水器的体积：V ＝abc ＝8.2m ×3.0m ×3.4m ＝83.64m 3，无动力下潜时整个潜水器的体积，即排开液体的体积：V 排＝V ＋V 铁＝83.64m 3＋16m 3＝99.64m 3，由阿基米德原理可得整个潜水器受到的浮力：F 浮＝ρ液gV 排＝1×103kg/m 3×10N/kg ×99.64m 3＝9.964×105N2．(6分)(2017江西)如图所示，将边长为5 cm 的实心正方体木块轻轻地放入装满水的溢水杯中，木块静止时，从杯中溢出水的质量为0.1 kg(g 取10 N/kg)．求：(1)木块受到的浮力；(2)木块的密度；(3)木块下底面受到水的压强．(导学号59824127)解：(1)F 浮＝G 排＝m 排g ＝0.1kg ×10N/kg ＝1N(2)正方体木块的体积：V 木＝(0.05m )3＝1.25×10－4 m 3，因为木块漂浮，所以G 木＝F 浮＝1N ，因为G 木＝m 木g ＝ρ木V 木g ，ρ木＝G 木gV 木＝1N 10N/kg ×1.25×10－4m3＝0.8×103kg/m 3； (3)由于木块漂浮，根据浮力产生的原因可知，木块下表面受到的水的压力：F ＝F 浮＝1N木块的底面积S ＝(0.05m )2＝0.0025m 2木块下表面受到的水的压强：p ＝F S ＝1N 0.0025m 2＝400Pa 3．(7分)(2017潍坊)边长为0.1 m 的正方体木块，漂浮在水面上时，有25的体积露出水面，如图甲所示．将木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块上表面放一重为 2 N 的石块．静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示．取g ＝10 N/kg ，已知水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m 3.求：(1)图甲中木块受的浮力大小；(2)图乙中液体的密度；(3)图乙中木块下表面受到液体的压强．(导学号59824128)解：(1)V 排＝V 浸＝35×1×10－3m 3＝6×10－4m 3 F 浮＝ρ水gV 排＝1×103kg/m 3×10N/kg ×6×10－4m 3＝6N(2) 在图乙中物体的总重力为：G 总＝G 水＋G 石＝6N ＋2N ＝8N 因为在图乙中，物体漂浮在液面上，则G 总＝F 浮2＝8N ，根据公式F 浮＝ρ液gV 排可得液体的密度为：ρ液＝F 浮2gV 排＝F 浮2gV 水＝8N 10N/kg ×1×10－3m 3＝0.8×103kg/m 3(3)液体下表面受到的压强为：p ＝ρ液gh ＝0.8×103kg/m 3×10N/kg ×0.1m ＝800Pa4．(7分)(2017雅安)如图所示，体积为1×103cm 3的木块，用绳子系在底面积为200cm2的柱形容器中，当完全浸没在水中时，绳子的拉力F ＝4N ；若不计绳重，取g ＝10N/kg ，ρ水＝1.0×103kg/m 3.求：(1)木块受到的重力；(2)木块的密度；(3)剪断细线，待木块静止时，容器底部的压强的减少量Δp .解：(1)木块的体积V ＝1×103cm 3＝1×10－3m 3F 浮＝ρ水gV 排＝1×103kg/m 3×10N/kg ×1×10－3m 3＝10N木块受到重力、竖直向下的拉力以及浮力则F 浮＝G ＋F ，所以G ＝F 浮－G ＝10N －4N ＝6N(2)木块的质量为m ＝G g ＝6N 10N/kg＝0.6kg 木块的密度由ρ＝m V 可得，ρ＝0.6kg 1×10－3m 3＝0.6×103kg/m 3 (3)剪刀细线，木块受到的浮力大于重力，它会上浮，并最终漂浮在水面上，根据二力平衡，此时木块受到的浮力为F 浮＝G ＝6N ，根据阿基米德原理F 浮＝ρ水gV 排得，V 排＝F 浮ρ水g ＝6N 1.0×103kg/m 3×10N/kg＝0.6×10－3m 3 所以木块排开水的体积变化量为ΔV ＝1×10－3m 3－0.6×10－3m 3＝0.4×10－3m 3容器内水面深度的变化量为Δh ＝ΔV S ＝0.4×10－3m 32×10－2m 2＝0.02m 容器底面受到水的压强变化量Δp ＝ρg Δh ＝1.0×103kg/m 3×10N/kg ×0.02m ＝200Pa5．(6分)(2016沈阳和平一模)如图甲所示，用弹簧秤悬挂一物体，保持静止；当物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数如图乙所示．(g ＝10 N/kg)求：(1)物体的质量m ；(2)物体浸没在水中受到的浮力F 浮；(3)物体浸没时排开水的体积V 和物体的ρ；(4)若用细线悬挂一个体积不变的木球(ρ木＝0.5 g/cm 3)使二者悬浮，如图丙所示．则木球的体积至少多大？解：(1)由甲图可知，物体静止，所以F ＝G ＝6 Nm ＝G g ＝ 6 N 10 N/kg＝0.6 kg (2)由乙图可知，当物体静止时，F 浮＝G －F 示＝6 N －4 N ＝2 N(3)由F 浮＝G 排＝ρ水gV 排得V 排＝F 浮ρ水g ＝ 2 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg＝2×10－4m 3 当物体浸没时，V ＝V 排＝2×10－4m 3ρ＝m V ＝G gV ＝ 6 N 10 N/kg ×2×10－4m 3＝3×103 kg/m 3 (4)若整体悬浮，物体所受的拉力至少为F 拉＝4 N由于木球浸没，V 木＝V 木排，由题意，F 拉＝F 木浮－G木＝ρ水gV 木－ρ木gV 木，V 木＝F 拉（ρ水－ρ木）g， ＝ 4 N （1×103 kg/m 3－0.5×103 kg/m 3）×10 N/kg＝8×10－4m 36．(6分)满载排水量为67 500 t 的“辽宁”号航空母舰，在某次巡逻演习中雷达发现假想敌潜艇在15海里外的水中10 m 处潜行，随即投下重量为100 kg 的感应式浅水水雷攻击，并成功将敌潜艇击沉．(g ＝10 N/kg 、水的密度为1×103 kg/m 3)问：(1)航空母舰满载时受到的浮力为多少？(2)敌潜艇受到水的压强有多大？(3)如图为感应式浅水水雷在水中待命时示意图，假设欲使水雷悬浮在水中，需在其下方用细绳悬挂一个密度为5×103 kg/m 3、质量为31.25 kg 的物体，求水雷的密度？(细绳的体积和质量忽略不计)解：(1)因为航空母舰漂浮，受到的浮力等于其排开水的重力，所以：F 浮＝G 排＝m 排g ＝67 500×103 kg ×10 N/kg ＝6.75×108 N(2)敌潜艇受到水的压强是：p ＝ρgh ＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×10 m ＝1×105 Pa(3)将水雷和下面悬挂的物体当作一个整体，水雷悬浮时，它们受到的浮力等于其总重力，为：F 浮＇＝G 总＝m 总g ＝(100 kg ＋31.25 kg )×10 N/kg ＝1 312.5 N ，它们的总体积是：V ＝V 排＝F 浮＇ρ水g ＝ 1 312.5 N 1×103 kg/m 3×10 N/kg＝0.13125 m 3 下面悬挂物体的体积V 1＝m 1ρ1＝31.25 kg 5×103 kg/m 3＝6.25×10－3m 3 水雷的体积V 2＝V －V 1＝0.13125 m 3－0.00625 m 3＝0.125 m 3故水雷的密度是：ρ2＝m 2V 2＝100 kg 0.125 m 3＝0.8×103 kg/m 3。