1、微专题三 压强浮力的综合计算【专题概述】压强和浮力在以往的考试中计算是很难的，但课标对这方面的要求有所降低。尽管如此，它依旧是考查的重点。纵观辽宁近年中考不难发现，有关压强及浮力的综合习题有仪器参与型、浮力改变型、悬拉平衡型、图象分析型、实际应用型等。【方法指导】计算浮力的基本思路(1)仔细审题，注意抓住隐含条件的关键词，如浸入、浸没、装满、未装满、溢出、未溢出、漂浮、悬浮、上浮、下沉等。(2)确定研究物体，并对物体进行受力分析( 重力、浮力、拉力或压力等)。(3)在受力分析的基础上，列出关系式，漂浮或悬浮时 F 浮 G 物 ；用线吊在液体中时：F 浮 G G 示 ；被强制压(按 )入液体中时
2、，F 浮 G F(F 为压力或拉力)，若有几个物体连接在一起，可以将它们视为一个整体进行研究。(4)把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式，代入已知量解出未知量，这种思维方式不仅对较难题适用，对解较容易的浮力题也适用。来源:学优高考网 gkstk【分类训练】一、仪器参与型来源:学优高考网1(2015，沈阳)小明在做有关浮力的实验中，测得装满水的溢水杯重力为 4.8 N，空小桶重力为 0.2 N，把它们放在水平桌面上 ，如图甲所示。再将一个质量为 400 g 的小球轻轻放入溢水杯中，小球沉到杯底，溢出的水全部流入小桶，如图乙所示。将装有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，静止时测力计的示数
3、如图丙所示。( 取 g10 N/kg， 水1.010 3 kg/m3)求：(1)若溢水杯与桌面的接触面积为 50 cm2, 放入小球前，装满水的溢水杯对桌面的压强。来源:学优高考网 gkstk(2)小球浸没在水中时所受的浮力。(3)小球的密度。解：(1)pF/SG/S4.8 N/(5010 4 m2)960 Pa 解：(2)由图可知 G 总 0.7 N，F 浮 G 水 G 总 G 桶 0.7 N0.2 N0.5 N 解：(3)由 F 浮 G 水 水 gV 得，V F 浮 / 水 g0.5 N/(1.0103 kg/m310 N/kg)510 5 m3。因为小球在水中浸没，所以 V 球 V510
4、 5 m3， 球 m 球 /V 球40010 3 kg/(5105 m3)810 3 kg/m3二、浮力改变型来源:学优高考网2(2015，梅州)如图所示，已知重为 10 N 的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的 4/5(g 取 10 N/kg)。(1)求木块所受到的浮力大小；(2)若木块下表面所处的深度为 0.2 米，求木块下表面受到水的压强；(3)若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力。解：(1)因为木块漂浮在水面上，所以受到的浮力 F 浮 G 木 10 N 解：(2)所处 0.2 m 水深度木块的下表面受到的压强：pgh 1.010 3 kg/m310 N/
5、kg0.2 m 2000 Pa 解：(3)根据 F 浮 水 gV 排 可知，浸入水中的体积即为排开液体的体积：V 排 110 3 m3， 因为 V 排 V 木 ，所以 V 木 V 排F浮 水 g 10 N1.0103 kg/m310 N/kg 45 54 1103 m31.25 103 m3；木块全部浸没时受到水的浮力： F 浮 水 gV 木54110 3 kg/m310 N/kg1.25103 m312.5 N；因为 F 浮 G 木 F，所以压力FF 浮 G 木 12.5 N10 N 2.5 N 。来源:学优高考网 gkstk三、悬拉平衡型3科技小组的同学用泡沫塑料和灯泡等物件制作了一个航标
6、灯模型，如图所示。航标灯 A 总重 4 N，A 底部与浮子 B 用细绳相连。当水位上升时，浮子 B 下降；水位下降时，浮子 B 上升，使航标灯 A 静止时浸入水中的深度始终保持为 5 cm，航标灯 A 排开水的质量为 500 g、浮子 B 重 0.5 N(不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦 )。求：(1)A 底部受到水的压强是多大？(2)航标灯静止时，浮子 B 的体积应为多大？( g 取 10 N/kg， 水1.010 3 kg/m3)来源:学优高考网 gkstk解：(1)A 底部受到水的压强 pgh1.010 3 kg/m310 N/kg0.05 m500 Pa解：(2)A 受到的浮力 F 浮 G
7、 排 mg0.5 kg10 N/kg5 N；A 在重力、浮力和拉力作用下保持静止，则绳子对 A 的拉力为 FF 浮 G A5 N4 N1 N；B 受到绳子的拉力F F 1 N；浮子在重力、浮力和拉力作用下保持静止，则 B 受到的浮力为 F浮G B F0.5 N1 N1.5 N；根据 F 浮 gV 排 可得浮子体积 V F浮 g1.510 4 m3。1.5 N103 kg/m310 N/kg四、图象分析型4(2015，沈阳月考)如图所示，弹簧测力计下面挂一实心圆柱体 ，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行)，使其逐渐浸没入水中某一深度处。如图是整个过程中弹簧测
8、力计的示数 F 与圆柱体下降高度 h 变化关系的数据图象。已知 水 1.010 3 kg/m3，g10 N/kg。求：(1)圆柱体的重力；(2)圆柱体浸没时受到的浮力；(3)圆柱体的密度；(4)圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强。解：(1)由图象可知，当 h0 时，弹簧测力计示数为 12 N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G F 拉 12 N 解：(2)图象中 CD 段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力 F4 N，则圆柱体受到的浮力 F 浮 G F12 N4 N 8 N 解：(3)根据 F 浮 水 gV 排 得：V 物 V 排 810 4 m3，由公式 Gmg 可
9、求出物体的质量 mF浮 水 g 8 N1103 kg/m310 N/kg 1.2 kg，则圆柱体密度 物 1.510 3 kg/m3 Gg 12 N10 N/kg mV物 1.2 kg810 4 m3解：(4)由图象可知，不考虑水面上升，圆柱体在底刚接触水面到刚好全部浸没时 ，物体下降了 4 cm，则下表面所处的深度为 h4 cm0.04 m，因此刚浸没时下表面受到的液体压强 p 水 gh1.010 3 kg/m310 N/kg0.04 m400 Pa。五、实际应用型5(2015，郴州)如图是一厕所自动冲水装置，圆柱体浮筒 A 与阀门 C 通过杆 B 连接，浮筒 A 的质量为 1 kg，高为
10、0.22 m，B 杆长为 0.2 m，阀门 C 的上表面积为 25 cm2，B 和C 的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计，当 A 露出 0.02 m 时，C 恰好被 A 拉开，实现了自动冲水( g 取 10 N/kg)。求：(1)刚拉开阀门 C 时，C 受到水的压强和压力；(2)此时浮筒 A 受到的浮力；(3)浮筒 A 的密度。解：(1)C 被 A 拉开时，浮筒 A 时，浮筒 A 浸入水的深度为 h1L AL 露 0.22 m0.02 m0.2 m，则水深为：hh 1L B0.2 m0.2 m 0.4 m；则水对盖片 C 的压强：pgh110 3 kg/m310 N/kg0.4 m4000 P
11、a，由 p 得水对盖片 C 的压力：FSFpS 4000 Pa25104 m210 N 解：(2)重力 GAm Ag1 kg10 N/kg10 N，对于浮筒 A，受到三个力的作用，分别是重力 GA、浮力 F 浮 、拉力 F，三力的关系是 F 浮 G AF，所以，浮筒 A 所受浮力：F 浮G AF 10 N10 N20 N 解：(3)由 F 浮 水 V 排 g 得浮筒 A 浸入水的体积：V 浸 V 排 F浮 水 g 2103 m3，则圆柱体浮筒 A 的底面积为 S 20 N1.0103 kg/m310 N/kg V浸h10.01 m2，则圆柱体浮筒 A 体积为 VASL A0.01 m20.22
12、 m2.210 3 210 3 m30.2 mm3，密度 A 455 kg/m 3。mAVA 1 kg2.210 3 m36随着我国国力的迅速增强和捍卫国家利益的需要，我国制造航空母舰的呼声日益高涨，2010 年被网友热议的话题之一就是航母“瓦良格”号，该航母极有可能成为中国所拥有的第一艘航母，小睿同学在网上找了该舰的一些参数如下。舰长来源:学优高考网302 米( 全长) 吃水深度 10.0 米(满载)舰宽来源:学优高考网gkstk70.5 米 排水量 67000 吨(满载 )功率 147200 千瓦飞行甲板来源:学优高考网长 300 米、宽 70 米机库 长 152 米、宽26 米、高 7
13、米 最大航速 57.6 千米/时请你解决下面问题：( 海水 1.1103 kg/m3，g10 N/kg)(1)该舰满载时所受浮力有多大？(2)该舰满载时的舰底所受海水的压强有多大？(3)若该舰在海上以最大航速匀速前进，则它受到的阻力是多大？来源:gkstk.Com解：(1)m 排 67000 t67000 103 kg，F 浮 G 排 m 排 g6700010 3 kg10 N/kg6.710 8 N 解：(2)pgh1.110 3 kg/m310 N/kg10 m1.110 5 Pa 解：(3)因为 P Fv，该舰的动力： F 9.210 6 N，匀速前进，Pv 147200103 W16 m/s该舰所受阻力 fF9210 6 N。
