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【火线100天】2022中考物理 综合计算题 第1讲 力学计算 有关压强和浮力的综合题
【火线100天】2022中考物理 综合计算题 第1讲 力学计算 有关压强和浮力的综合题
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题型复习(四)综合计算题第1讲力学计算力学计算题是通过物理定律、公式的运用与计算,对题目给的物理量进行数学运算,得到所需的答案.力学计算题主要包括压强与浮力的综合计算;含有简单机械的综合计算;有关机械效率的综合计算题.从命题形式上看,综合题它往往借助生产生活中的实物或事件为载体,从不同的角度挖掘其中所隐含的物理过程,最后求解出某些相关的问题.题型之一有关压强和浮力的综合题这类计算题往往将密度、固体压强、气体压强及浮力的计算综合交织在一起考查,解答这类题时首先要选出正确的计算公式;二是要正确理解公式中物理量的意义;最后整体分析与单独分析相结合.(2022·重庆B)如图甲所示,水平旋转的平底柱形容器A的底面积为200cm2,不吸水的正方体木块B重为5N,边长为10cm,静止在容器底部,质量体积忽略的细线一端固定在容器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度为L=5cm,已知水的密度为1.0×103kg/m3.求:(1)甲图中,木块对容器底部的压强多大?(2)问容器A中缓慢加水,当细线受到拉力为1N时,停止加水,如图乙所示,此时木块B受到的浮力是多大?(3)将图乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,容器底部受到水的压强是多大?点拨:根据木块B的所受的重力和边长,结合固体压强的公式计算出木块对容器底部的压强;对木块进行受力分析,列出平衡等式,求出木块在水中受到的浮力;绳子剪断后,木块在水中处于漂浮状态,求出此时木块排开水的体积,然后再求出排开水的高度,进而求出容器底部所受水的压强.1.(2022·聊城)如图甲所示,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.如图乙是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图 像.已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg.求:7\n (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.2.(2022·汕尾)如图所示为某种型号潜水艇,其体积为5×103m3(海水密度近似取 1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求: (1)它在潜入到水下执行任务时所受浮力;(2)它潜入到水下200m时,它的一个面积为1.2m2的舱盖所受海水的压强和压力.7\n3.(2022·重庆)2022年5月12号是母亲节,小明陪父母一起去商场,想送给母亲节日 礼物,在商场中妈妈看上了既美观又实用的茶几鱼缸,如图甲所示.现将该鱼缸放在水平 地面上,已知鱼缸内的底面积是0.8m2,所装水的深度为0.5m.一条质量为100g的 金鱼悬浮在鱼缸水中,如图乙所示,g取10N/kg. (1)金鱼受到的浮力是多大?(2)水对鱼缸底部的压力是多大?4.(2022·玉林)如图所示,体积为500cm3的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中,细线对木块的拉力为2N,此时水的深度为20cm.(g取10N/kg),求: (1)水对容器底的压强; (2)木块受到水的浮力; (3)木块的密度; (4)若剪断细线待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,要使剩余木块刚好浸没在 水中,在木块上应加多大的力?7\n5.(2022·广安)如图所示,一个圆柱形容器的底面积是10dm2,装入一定量的水.现将一个方木块放入容器中,木块漂浮在水面上,水未溢出,木块浸入水中的体积是6dm3,这时水的深度为8dm.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:(1)木块受到的浮力是多大?(2)放入木块后,容器底部受到水的压力是多大?6.(2022·黔西南)汕昆高速公路“册亨-兴义”其中有一隧道长4km,小汽车以100km/h的速度通过,所用的时间是多少小时?如果小汽车油箱装满油的容积是10-2m3,质量7.1kg,油的密度是多少?如果油的深度是20cm,油对油箱底所产生的压强是多少?7.(2022·黄冈)2022年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻.其外形与潜艇相似(如图甲所示),相关标准参数为:体积1m3、质量750kg,最大潜水深度4500m,最大航速7.4km/h(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg).7\n(1)假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口,当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处,问该探测窗口承受海水的压力增加了多少?(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时露出海面体积为多大?(3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”,由起重装置将其匀速竖直吊离海面.起重装置拉力的功率随时间变化的图像如图乙所示,图中P3=3P1.求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力(不考虑水的阻力).题型复习(四)综合计算题第1讲力学计算题型之一 有关压强和浮力的综合题例1(1)F=G=5N,S=0.1m×0.1m=0.01m2==500Pa;(2)木块B现在在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、拉力,在这三个力的作用下处于静止状态,故F浮=G+F拉=5N+1N=6N;(3)据(2)可知F浮=6N;故此时木块浸入水中的体积是:7\nF浮=ρgV排,V排=F浮/(ρg)=6N/(1000kg/m3×10N/kg)=0.0006m3;故此时木块浸入水中的深度是:h=V/S=0.0006m3/0.01m2=0.06m=6cm;故此时液面的总高度是:h=6cm+5cm=11cm;故此时杯中水的体积是:V=0.02m2×0.11m-0.0006m3=0.0016m3将图乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,木块恰好处于漂浮状态,即此时F浮=G物=5N;V排=F浮/(ρg)=5N/(1000kg/m3×10N/kg)=0.0005m3;故此时水和木块浸入水中的总体积是:V=0.0016m3+0.0005m3=0.0021m3;所以此时的液体的深度是:h=0.0021m3/0.02m2=0.105m;故此时容器底部所受的压强是:p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.105m=1050Pa.针对训练1.(1)由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N;(2)图像中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F=4N,则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N.(3)圆柱体完全浸入水中时根据F浮=ρ水gV排得:V物=V排===8×10-4m3,由公式G=mg可求出物体的质量m===1.2kg,则圆柱体密度ρ物===1.5×103kg/m3.(4)由图像可知,不考虑水面上升,圆柱体在刚浸没时,物体又下降4cm,则下表面所处的深度为h=4cm=0.04m,因此刚浸没时下表面受到的液体压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa.2.(1)因为潜水艇排开海水的体积等于潜水艇的体积V=5×103m3,所以潜水艇受到的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×103m3=5×107N(2)海水对潜水艇外壳的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa由得,F=pS=2×106Pa×1.2m2=2.4×106N3.(1)因为金鱼悬浮,所以它受到的浮力等于总重力:F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;(2)水对鱼缸底部的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa,水对鱼缸底部的压力:F=pS=5×103Pa×0.8m2=4×103N.4.(1)水对容器底的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2000Pa;(2)根据阿基米德原理得:F浮=ρ水gV排=ρ水gV木7\n=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0005m3=5N;(3)此时木块受到三个力的作用,向上的是浮力,向下的重力和拉力,即F浮=G+F拉;故G=F浮-F拉=5N-2N=3N;故其质量是m===0.3kg;由密度的计算公式ρ===600kg/m3;(4)剪刀剪断后,F′浮=G木=3N此时,V′排=F′浮/(ρ水g)=3/(1.0×103kg/m2×10N/kg)=3×10-4m3切去后,G′木=ρ木V木g=ρ木V′排g=0.6×103kg/m3×3×10-4m3×10N/kg=1.8N应加的力的大小为:F′=F′浮-G′木=3N-1.8N=1.2N5.(1)因为V排=V=6dm3=6×10-3m3,所以F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N;(2)h=8dm=0.8m,则水对容器底的压强:p=ρ水gh=1000kg/m3×10N/kg×0.8m=8×103Pa.故F=pS=8×103Pa×10×10-2m2=800N.6.(1)由v=st得小汽车通过隧道的时间:t===0.04h;(2)油的密度:ρ===0.71×103kg/m3;(3)油对油箱底所产生的压强:p=ρgh=0.71×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1391.6Pa.7.(1)海面下2000m处的压强:p1=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m=2×107Pa;下潜至最大潜水深度处压强:p2=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa;增加的压强:Δp=p2-p1=4.5×107Pa-2×107Pa=2.5×107Pa;由F=pS得探测窗口承受海水的压力增加:ΔF=ΔpS=2.5×107Pa×20×10-4m2=5×104N.(2)由于“金枪鱼”搜寻任务完成后,静止漂浮在海面上,所以有F浮=G.又由F浮=ρV排g,G=mg,得ρV排g=mg,V排===0.75m3露出海面体积:V露=V-V排=1m3-0.75m3=0.25m3.(3)由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直吊离海面,所以速度保持不变即v1=v3,由P=Fv,得P1=F1v1,P3=F3v3,又P3=3P1,所以有F3=3F1,F1=F3,在t3时刻“金枪鱼”离开水面,由图像分析知,此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼”的重力,即F3=mg所以t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力:F1=mg=750kg×10N/kg=2500N.7
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中考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 21:08:26
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