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文档简介
专题10压强与浮力(计算题)
a®o®
CO,一、计算题
1.(2022•上海•中考真题)物体排开水的体积为5x10」米3,求它受到来自水的浮力F浮。
【答案】49N
【解析】
解:由阿基米德原理可知,物体受到的浮力
3333
F:f=p4V1.Ox10kg/mx5x10-mx9.8N/kg=49N
答:物体受到的浮力为49N。
2.(2019•上海•中考真题)体积为2x10-3米3的金属块浸没在水中.求金属块受到的浮力大
小F浮.
【答案】19.6N
【解析】
金属块浸没水中,则W,#=V=2xl(y3m3,所以金属块受到的浮力为
F,—p次gVft—I.Ox103kg/m3x2xl0-3m3x9.8N/kg:=19.6N.
答:金属块受到的浮力为19.6N.
3.(2022・上海・中考真题)已知甲、乙两个均匀圆柱体密度、底面积、高度的数据如下表所
示
物体密度(千克/米3)底面积(米2)高度(米)
甲5xlO32x10-30.6
乙8x1035x10-30.5
(1)求甲的质量mg
(2)求圆柱体乙对地面的压强p乙;
(3)若在甲、乙上方分别沿水平方向切去一部分,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的
上方。甲的底部对地面的压力变化量印为49N。求乙的底部对地面的压强的变化量Ap乙。
【答案】(1)6kg;(2)3.92xlO4Pa;(3)9800Pa
【解析】
解:(1)甲的质量
132
叫=pipVIi.=pt|l51|lA|i=5xIOkg/mx2x10'mx0.6m=6kg(2)圆柱体乙对地面的压强
=8x103kg/m3x9.8N/kgx05m=3.92x104Pa(3)由于甲、乙
对地面的总压力不变,故甲的底部对地面的压力变化量△尸尹为49N,则乙底部对地面的压
力变化量为49N,则乙的底部对地面的压强的变化量
kF49N々
△夕乙=『=5x10.3m*=98x10Pa答:(1)甲的质量为6kg;
(2)圆柱体乙对地面的压强为3.92xl(X*Pa;
(3)乙的底部对地面的压强的变化量为9.8xlO'Pa,
4.(2021・上海•中考真题)“蛟龙号”悬停时,上表面深度为7000米,重力为2.2X105N。
(1)蛟龙号悬停时,求F浮;
(2)蛟龙号的p很大相当于手掌上放一辆7x105牛的卡车,手掌面积为O.Oln?,求p的估
值:
(3)推论。桁2腋g〃;
(4)已知蛟龙号上表面海水密度随深度增大而增大.设液体压强为“,海水密度为p',上
表面深度为〃',能不能说明p'="g〃,并说明理由。
【答案】(1)2.2x105N;(2)7x107Pa;(3)见解析;(4)不能,见解析
【解析】
【分析】
解:(1)由平衡条件得
/=G=2.2X1()5N(2)由压强公式可得,蛟龙号的压强为
5
F=7xlON=7xl()7pa臼)在水中想象一个圆柱形的液体柱,有
S0.01m2
FG。液gV
P浓=《=《=-=%g/7
(4)不能,因为上表面受到的压力可以相等于上方液体柱的重力,这个重力为0g匕此处
的密度应为上方液体柱的平均密度,而不是上方海水的密度(密度不均)。
答:⑴蛟龙号悬停时,尸期为2.2X105N;
(2)p为7xl07pa;
(3)推论於g〃,见解析;
(4)不能,见解析。
5.(2020・上海•中考真题)如图所示,盛有水的轻质薄壁柱形容器甲、乙置于水平地面上,
底面积分别为S、25,容器足够高。
①若容器甲中水的质量为2千克,求甲中水的体积V水;
②若容器甲中水的深度为01米,求水对甲底部的压强2次;
③现有三个物体A、B、C,其密度、体积的关系如下表所示。请选择其中一个,将其放入
容器甲或乙中(物体均能浸没在水中),使水对容器底部压强的变化量Ap次、容器对水平地
面压强的变化量^p版最大。写出选择的物体和容器并说明理由,求出Ap次Mt和Ap领才。
inio
物体密度体积
A3P2V
B2P3V
Cp3V
【答案】①2x10-314;②9.8xl(ppa;③物体B和容器甲;“水母大=叫星;Ap容最大=券⑥
【解析】
(1)甲中水的体积
%=1.0xlMg/m-=2X1°-3m3⑵水对甲底部的压强为
P水=。水g勾=1.0xl03kg/m3x9.8N/kgxO.1m=9.8xlO^Pa。)根据
瓯水=P水gM水=P水g等=0水g色可知,要使Ap最大,应选择V抑最大的物体和S承最
)容》容
小的容器;根据
AF^«W
==可知,要使芬最大,应选择m抄最大的物体和S岁最小的容器,所
“5容S容S容
以应选择物体B和容器甲
“水显大=0水gA膜最大=3个次如容髭大=笠大.=*=等=黑收6・(2019・上海・中考真题)
如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压
强相等.容器甲中盛有水,水的深度为0.08米,容器乙中盛有另一种液体.
①若水的质量为2千克,求容器甲中水的体积V
②求容器甲中水对容器底部的压强P次.
③现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了196
帕,求液体乙的密度p.
【答案】(1)2x10-W(2)784Pa(3)0.8x103kg/m3
【解析】
①.容器中甲水的体积为:
V===2X13m3
*^1.0xl0\g/m'0--
②.容器甲中水对容器底部的压强为:p*=p^gh=1.Ox103kg/m3x9.8N/kgx0.08m=784Pa.
③.当容器甲内加水至与容器乙相平时,设此时水深为川,此时水对容器底部的压强为:
pi=p/?=784Pa+196Pa=980Pa;
由P=pgh可得,此时水的深度为:
___Pi____________980Pa_________
川―P滤g_1.0xl03kg/m3x9.8N/kg一。1m;
由题知,原来容器甲、乙底部所受液体的压强相等,即:
pz=p次=784Pa:
由°=28〃可得,液体乙的密度为:
p784Pa
Pz=~~T—〃02"----z-:-=O.8xlO3kg/m3.
gh、9.8N/kgxO.lm°
答:①.甲容器中水的体积为2xl(y3m3;
②.容器甲中水对容器底部的压强为784Pa;
③.液体乙的密度为O.8x1O3kg/m3.
7.(2018・上海・中考真题)两个相同的薄壁圆柱形容器,一个装有水,另一个装有某种液体,
水的质量为5千克.
(1)求水的体积V.
(2)现从两容器中分别抽取相同体积后,水和液体对容器底部的压强关系如下表:
液体对底部的压强抽出前抽HlAi
P水1960帕980帕
P族1960帕1078帕
求抽出液体前,液体原来的质量.
【答案】(I)5x10-W;(2)5kg.
【解析】
【分析】
m
(1)根据密度公式变形丫=一可求水的体积;
P
(2)根据液体压强公式P=pg九可求水的深度,根据丫=S〃可得薄壁圆柱形容器的底面积,
抽取相同体积前后分别由液体压强公式求液体深度,再根据压强公式可求压力,即重力,根
据重力公式求质量.
(1)由夕=£可得水的体积
V==ixlfr^/m3=5x10-3m,(2)由P=2g〃可得抽出前水的深度
限。=^=lxlO^x9.8N/kg=O-2m由公刖可得抽出后水的深度
膜=枭=而0端需菽g=°」m薄壁圆柱形容器的底面积
5
5===个,m=2.5xlO'm2抽取的体积
%)0.2m
V'=1v=:x5xl(r3m3=2.5*10-3„13抽取前后体积深度相差411=0.1„1,由P="力可得抽出
22
前液体的对底面的压力;
F=PS=1960Pax2.5xl02m2=49N薄壁圆柱形容器底面压力等于液体的重力
G=F=49N液体的质量
G49N
=5
m="=QNT/V^(解法二)根据抽取之前水和某液体对容器的压强相等并且容器底面
gQ9.8N/kg
积相等,可知压力相等.又因为规则柱形容器内液体对容器底部的压力等于重力,可知液体
和水的重力相等,所以质量相等,都是5kg.
答:(1)水的体积V是5xl()-3m3;
(2)抽出液体前,液体原来的质量是5kg.
【点睛】
本题考查了学生对液体压强公式、密度公式的掌握和运用,涉及到容器底受到液体压强的变
化,要求灵活运用公式分析求解.特别是压强变化量的比值,比较复杂,要进行细心分析判
断.
1.(2022・上海金山•一模)小球浸在水中,排开水的体积为1x1(y3m3,求小球受到的浮力F
浮。
【答案】9.8N
【解析】
【分析】
本题考查阿基米德原理的应用。
解:小球受到的浮力
F沪p木gVfjj=1.Ox103kg/m3x9.8N/kgx1x10-3m3=9.8N
答:小球受到的浮力为9.8N。
2.(2022•上海民办行知二中实验学校二模)浸没在水中的物体受到的浮力F浮为19.6N,求
物体体积?
【答案】2xlO-3tn3
【解析】
解:根据阿基米德原理,由已知条件,物体的体积即排开水的体积为
f产含FxloA:黑9.8N/kg=2Wm%物体体积为1.96x*3。
3.(2022・上海宝山•一模)体积为1x103米3的小球浸没在水中,求小球受到的浮力尸浮。
【答案】ION
【解析】
解:小球受到的浮力
%=28%=1*103kgm3xl0N/kgxlxl()Tm3=10N答:小球受到的浮力为10N。4.(2022•上
海市延安初级中学模拟预测)物体排开水的体积为2x103米3,求它所受的浮力尸部【答
案】20牛
【解析】
根据阿基米德原理可得,物体受到的浮力为:
F:f=p次gk/#=l.Ox103kg/m3x10N/kgx2x10,m-,=20N.
5.(2022・上海崇明・二模)体积为2X10Y米3的金属块浸没在水中.求:金属块受到的浮力
大小/部.
【答案】1.96牛
【解析】
【分析】
已知金属块浸没水中,排开水的体积等于金属块的体积,利用阿基米德原理求金属块受到的
浮力.
43
金属块浸没水中,Vlt=Vir=2xl0-m,
333
金属块受到的浮力F片p加Vg=l.0xl0kg/mx2x10-4mx9.8N/kg=1.96N.
6.(2022・上海长宁•二模)重为8牛的物体,其体积为1x10-3米3,用手把它浸没在水中。
求:
①该物体所受浮力尸浮的大小;
②放手瞬间,该物体所受合力F冷的大小及方向。
【答案】①9.8N;②1.8牛,竖直向上
【解析】
解:①由题意可知,物体完全浸没在水中,所以
%=%根据阿基米得原理可得
G=8g%=L0xl()3kg/m3x9.8N/kgxlxl(r3m3=98N②完全浸没在水中的物体放手后会
向上运动,在水中受到竖直向上的浮力和竖直向卜的重:力,合力大小为
七=4-G=9.8N—8N=1.8N合力方向竖直向上。
答:①物体所受浮力尸#的大小为9.8N:
②放手瞬间,该物体所受合力尸介的大小为1.8N及方向向上。7.(2022•上海市晋元高级中
学附属学校西校模拟预测)如图所示,轻质薄壁柱形容器B置于水平地面上,均匀正方体
A平放在容器B内,已知A的边长为0.1米,质量为2千克,B的底面积为5x10-2米
2O
①求正方体A的密度外。
②求正方体A对容器B底部产生的压强PA.
③若再向容器B内缓慢注入质量为4千克的水,求水对容器B底部的压强p水。
【答案】@2xl03kg/m3;®2xlO3Pa;③OPa
【解析】
解:①正方体A的体积
丫=(0.101)3=10—3
A的密度
幺=今=77^7=2xlO'kg/n?②正方体A对容器底部产生的压强
V10m
PA=三=PAG”=2xl03kg/m3xl0N/kgx0.1m=2xl03Pa③注入容器B中的水的体积
腺=£=而就前=4、1。-丁3因为A的密度大于水的密度,所以注入水后,A沉底。
那么水的深度
4x103m3
=0.1m水对容器B底部的压强
5xl0-2m2-(0.1m)2
〃水=夕水g〃=L°xlO3kg/m3xlON/kgx°.lm=l()3pa答:①正方体A的密度pA为2xl()3kg/m3;
②正方体A对容器B底部产生的压强PA为2xlO?Pa;
③水对容器底部的压强P次为l(TPa。8.(2022・上海长宁•二模)如图所示,底面积为2x10-
米2的薄壁轻质柱形容器置于水平地面上,容器内盛有水且容器足够高。圆柱体A的质量为
3千克,体积为2x10-3米3。现用细绳将A悬挂着并使其一半浸在水中时,容器内水的深度
为0.4米。求:
①水对容器底部的压强P次;
②容器中水的质量加本;
③将细绳剪断,当圆柱体下沉到容器底部并静止时,容器对水平地面的压强p侬
:I—【答案】①3920Pa;②7kg;③4900Pa
【解析】
解:①水对容器底部的压强为
p水=外力=9.瞅魄Rg/64m=3920Pa②依题意得,容器中水的体积为
%=20々“4n>10t高?lo+n?由夕=,得,容器中水的质量为
加水=。水腺=丁田xlO^g/n??'m?kg③将细绳剪断,当圆柱体下沉到容器底部并静止
时,容器对水平地面的压力为
F=G*=g+叫Jg=(9陪峰物N此时容器对水平地面的压强
F9XN
P地=三=",2=4900Pa答:①水对容器底部的压强p次为3920Pa;
S20m-
②容器中水的质量m次为7kg;
③将细绳剪断,当圆柱体下沉到容器底部并静止时,容器对水平地面的压强p逆为4900Pa。
9.(2022•上海崇明•二模)水平地面上有一个质量为1千克、底面积为1x10-2米2的薄壁圆柱
形容器,容器内盛有体积为2x103米3的水。(1)求水的质量加水;
(2)求容器对地面的压强?衿卷:
(3)在容器和地面之间垫上一块上表面积为S木的轻质木板后,再将一密度为2x10,千克/
米3的实心物块投入在水中,浸没并静止在容器底部后水不溢出,若物块静止后,相比未放
物块时木板对地面压强的增加量为△以对地、水对容器底部压强的增加量为对容盥,请通过
计算比较它们的大小关系及其对应的轻质木板队的取值范围。
【答案】(1)2kg;(2)2940Pa;(3)见解析
【解析】
m
解:(1)因为0=",所以容谓中水的质量
m水="-=lxl0*3k*g/m3x2x10-3m3=2kg
(2)容器对地面的压力
尸=G次+G率1aF/n次g+机衣器g=3"次+n?方需)g=(2kg+lkg)x9.8N/kg=29.4N
容器对地面的压强
F294N
P=不=1x10-2m?=294°Pa(3)木板对地面压强的增加量
△。木对地=^=吟&="1°%黑"咻*8对容器底部压强的增加量
..。夕水g%IxlO'kg/m'xGxglxlO3kg/m3xl^x^
3水对容器=0Kg曲=。水g”==-----------------=-----------------所以
J容J容。容J容
2xlQ3kg/m5xV^xg
“栩•他=一直萍[一可见,当
“水对容罂底1x10kg/mX』xgS木
S容
s产2s行2xl0-2m2
时△/?木风祈△〃木对容器
答:⑴水的质量为2kg;
(2)容器对地面的压强为2940Pa;
(3)当S/、=2S行2x1012时,木板对地面压强的增加量如《*皿与水对容器底部压强的增加
量:(对“相等。
10.(2022・上海静安•二模)如图所示,置于水平地面的轻质薄壁柱形容器甲,高为0.5米,
底面积为5xlO_2m2。容器内盛有0.3米深的水。
(1)求水的质量m次;
(2)求水对容器甲底部的压强p次;
(3)正方体乙的质量15千克,现将乙轻放且浸没在甲容器的水中,恰使甲对地面的压强和
水对甲底部的压强均为最大。
(«)求容器甲对地面的压强p>;
S求正方体乙的密度「乙。
甲
【答案】(I)15kg;(2)3xlO'Pa;(3)(a)6000Pa:(b)1.5xlO3kg/m
【解析】
解:(1)水的质量
^pV=xjS/z=lxlO^g/m^xSxlO^m^OJm=lSkg(2)水对容器甲底部的压强
p=pgh=1x103kg/m3x1ON/kgx0.3m=3x103Pa(3)(a)甲对地面的压强和水对甲底部的压
强均为最大,说明此时刚好容器装满了水,且不溢出,则乙物体的体积为
%=%-晨则容器甲对地面的压强
小=£且=(,纵+必g=(15kg+15kg)xlON/kg=60oopa⑺乙物体的体积为
'SSS5xl0-2m2
22-23
V2=X|ljW=S(/?-/j+)=5xl0mx0.2m=lxl0m
则乙物体的密度为
。乙=色=I=1$xUkg/n?答:(1)水的质量为15kg;
(2)水对容器甲底部的压强为3OOOPa;
(3)正方体乙的密度为l.SxIO'kg/n?。
11.(2022.上海普陀.二模)如图所示,足够高的轻质圆柱形容器底面积为,,将其放在水平
地面上。容器中装有一定量的水。现将密度为2x10、千克/米,的均匀圆柱体A放入水中。
①若圆柱体的体积为2x10-3米3求圆柱体的质量叫;
②若圆柱体的体积与容器中水的体积均为V;
(a)求圆柱体放入前后,容器对水平地面的压力之比;
(b)若圆柱体的底面积为邑,求水对容器底部的压强外的范围。(用字母表达)
【解析】
解:①由2=,可得,圆柱体的质量为
33
,〃八=/M%=2X10kg/mx2x1Ohn'Mkg
②(“)因圆柱体的密度大于水的密度,故圆柱体在水中沉底,乂因为容器是轻质圆柱形容
器,则容器重力忽略不计,故放入圆柱体前容器对水平地面的压力为
F尸G次=,"次g=p
放入圆柱体后,容器对水平面的压力为
尸2=G次+GA=P次gM+ftAgV=(/j/+%)gV
故圆柱体放入前后,容器对水平地面的压力之比为
耳=。水gV=LOxlO'kg/n?=[
X―(0k+2t)g)-1.0x103kg/m3+2xlO3kg/m3-3
即圆柱体放入前后,容器对水平地面的压力之比为I:3。
,V
")当A浸没时,可得到液体最大高度。设未放入圆柱体时,水的深度为%=不,则A
浸没时液体的深度为
VVV
%=%+三=3+不此时最大压强为
(VV
P水耐=P水纨=0Kg[不+晨J当A未浸没时,压强最小,可得到的液体深度为%=百二至,
故最小压强为
V
P水min=。水g饱=&g水对容器底部的压强P忒的范围为
V(V
p^g——水4。水g—+—①圆柱体的质量为4kg;
5一Zg口
②(。)圆柱体放入前后,容器对水平地面的压力之比为1:3;
(〃)水对容器底部的压强的范围为
y
0Kg4P水40水g|三十不12.(2022•上海松江•二模)如图所示,底面积为2上0-3米
2的容器中装有0.1米深的水,水的体积为2.5x10-4米3,将它放在水平地面上。
(1)求容器中水的质量加冰;
(2)求水对容器底的压强p次;
(3)现将一个质量为0.2千克,体积为1x104米3的物体浸没在水中,水不溢出,请分析能
否求出水对容器底部的压强增加量加水。若可以,请计算如水;若不可以,请说明理由。
【答案】(1)0.25kg;(2)980Pa;(3)见解析
【解析】
解:(1)容器中水的质量
m卡p次丫^=1x103kg/m3x2.5x10-4m3=0.25kg
(2)水对容器底的压强
p卡p次g/z4-lx103kg/m3x9.8N/kgx0.1m=980Pa
(3)△〃次无法求出。因为容器不是柱形的,无法求出△〃;且不知道水对容器底部压力的增
加量。
答:⑴容器中水的质量为0.25kg;
(2)水对容器底的压强为980Pa;
(3)Ap次无法求出。因为容器不是柱形的,无法求出A/?;且不知道水对容器底部压力的增
加量。
13.(2022・上海嘉定•二模)如图所示,足够高的轻质薄壁柱形容器置于水平地面上,其底面
积为1x10-2米2,内部盛有体积为4x10-3米3的水。
①求容器内0.3米深处水的压强p次;
②求容器对水平地面的压强p地;
③现有A、B、C三个实心小球(其密度、体积的关系如下表所示,p水为水的密度),
要求:将某小球浸于水中后,容器对水平地面的压强等于水对容器底部的压强。写出所选择
的小球,并通过计算分析说明理由。
小球密度体积
A2P水V
BP水3V
C0.8”2V
【答案】①2940帕:②3920帕:③B小球或C小球,见解析
【解析】
解:①0.3m深处水的压强
p^=p木gh^-1x103kg/m3x9.8N/kgx0.3m=2940Pa
②容器中,水的质量
m片p次V行1x103kg/m3x4x10-3m3=4kg
水的重力
G=mg=4kgx9.8N/kg=39.2N
容器对水平地面的压强
〃F=二G=3"9-2N\=3920Pa③因为轻质薄壁柱形容器,小球浸入水中前,有
SSIxlO'm
,位卬次
小球浸入水中后有
P超=P/
所以,容器对地面压强的变化
△P航即次
据。=(得
AF4,
V二「水gA膜容器对地面压力的变化为即为小球的重力,所以有
>容
△JG球%g夕球/g4水/
一飞___三解传
J容J容J容J容J容
P球V访pNw
若小球浸没,即V桁V加寸,有
pQP水
若小球未浸没,即y步彳州,有p彷p木
所以选择的是B小球或c小球。
答:(1)容器内0.3米深处水的压强P次为2940Pa;
(2)容器对水平地面的压强p版为3920Pa;
(3)应选择小球B或小球C。
14.(2022•上海市向明初级中学模拟预测)柱形轻质薄壁容器的底面积为1x102米2,如图
所示,内盛0.2米深度的水后置于水平地面上.
II®求容器底部受到水的山强Pa.
②现将一块质量为L5千克、体积为1X103米3的物体完全浸没在容器的水中后,测得容器
底部受到水的压强为2450帕.求此时容器对水平桌面的压强p窗.
【答案】①1960帕;②2940帕
【解析】
33
(1)p,k=p*gh4.=lxl0kg/mx9.8N/kgx0.2m=1960Pa.
(2)底部受到水的压强:p=2450Pa,根据液体压强公示p=Pgh得:水的深度:
p_________2450Pa_________
卜p水g1.0xl03^/m3x9.87V/kg
水的体积
V=Sh-V物=1x10-2m2x0.25m-1xl03m3=0.0015m3,
水的重力:
G,k=m,);g=P1.V*g=1.0x1O'kg/m3x0.0015m3x9.8N/kg=14.7N,
G?5,=m/;g=1.5kgx9.8N/kg=14.7N,
容器对水平桌面的压力:
F=G水+G物=14.7N+14.7N=29.4N,
此时容器对水平桌面的压强
F29.4N
P=2940Pa.
1x10-2/
15.(2022•上海浦东新♦二模)底面积为0.06m2盛有水的长方形玻璃薄壁容器足够高,置于
水平桌面上,现将一边长分别为0.1m、0.1m和0.3m的实心长方体合金块水平缓慢地浸没
在水中,已知合金块的质量为5.1kg,如图所示(图中水面位置未画出)。求:
①合金块所受浮力的大小尸浮;
②合金块的密度。;
③若将合金块由平放改成竖放在水中,求容器底受到水的压强变化量的范围。
【答案】(1)30N;(2)1.7xlO3kg/m3;⑶0~4(X)Pa
【解析】
解:①合金块所受浮力的大小尸浮
E浮=。水g/=p^gVul.OxlO-'kg/nr'xlON/kgxO.lmxO.lmxO.3m=30N②合金块的密度
P合金=?=7T;~:a*八,=L7xlO3kg/m,③由题意可知,若原来水面的高度大于0.3m
V0.1mx0.1mx0.3m
时,将合金块原平放改成竖放在水中(合金块仍然浸没)水的深度不变,则容器底受到水的
压强不变,即W=O;当合金块平放时刚好完全浸没在水中时,水面位置最低时为0.1m,
将合金块由原平放改成竖放在水中时,水的体积不变,水的体积
相=(0.06-0.lx().3)m2xO.lm=().(X)3n?水面的深度变化量最大
=0,3二,=0.04m容器底受到水的压强最大变化量为
(0.06-0.1x0.1)m
曲=2KgA/z=1.0xl03kg/m3xl0N/kgx0.04m=400Pa答:①合金块所受浮力的大小F浮为
30N;②合金块的密度夕为1.7xl()3kg/m3;
③若将合金块由平放改成竖放在水中,容器底受到水的压强变化量的范围0~400Pa
16.(2022•上海闵行•二模)如图(a)所示,实心均匀长方体砖块放置在水平地面上。
(1)若砖块的质量为2kg、高为0.05m、底面积为2xl(Wm2,求砖块的密度。和砖块的重力
G»
(2)将砖块沿虚线斜切为相等的两块,然后将它们分开放置于水平地面,如图")所示。
若它们对水平地面的压强分别为夕、P2,求斜切之前砖块对水平地面的压强p(用题中的字
母表示)。
F荔之滂1〃*力/17TTT7【答案】(1)2x103m3(2)2Plp2
\Pl+Pl
'\(b)
(a)
【解析】
解:(1)砖块的体积
V=Sh=2x10'2m2x0.05m=1x10'3m-
砖块的密度
。=9=丁*一r=2、1()3013砖块的重力
V1x10m
G=mg=2kgx10N/kg=20N
(2)放在水平桌面的物体,物体对桌面压力等于物体的重力,故砖块的重力为
G=F户pS+p2s2
钻块对地面的压强
p「F=G二G_G_2Plp2
SSSt+S221"+P2答:(1)看专块的密度为2xl()3m3,砖块的重力为20N:
P\P2
(2)斜切之前砖块对水平地面的压强为工必。
Pi+Pa
17.(2022.上海金山.二模)如图所示,质量为1千克的圆柱形薄壁容器A和长方体B置于
水平地面上。A的底面积为1x10-2米2,内盛有2千克水。求:
①容器中水的体积V次;
②容器对水平地面的压强p的③将长方体B完全浸没在容器A的水中,容器中没有水溢出,
若容器对水平地面的压强增加量电容与容器底部受到水的压强增加量如水的比值为3,求
长方体的密度pBo
【答案】①2x1013;②2940Pa;③3xl()3kg/m3
AB
【解析】
解:①根据公式0=£可知,水的体积为
―耿=2kg
v牙=2x10-3m3②容器在水平地面上,对地面的压力等于自身的重力,即
水「水10k/m
F=G=加总g=(1kg+2kg)x9.8N/kg=29.4N
根据公式可知容器对地面的压强为
F294N
P=k=号—=2940Pa③由题意可知
»容J容
&p容;Xp水=3
变形得
芸:0KgM=3『1:午星=3解得,B的密度为
。容J容,容
pB—3P存3x\xlO3kg/m3=3xlO3kg/m3
答:①容器中水的体积V次为2xl(Pm3:
②容器对水平地面的压强p容为2940Pa;
③长方体的密度"8为3xlO3kg/m\
18.(2022•上海华旭双语学校模拟预测)如图所示,体积为1x10-3米3、密度为5x103千克
/米3的均匀实心正方体甲和盛有水的轻质柱形容器乙,放在水平桌面上,乙容器的底面积
为2x10-2米2。
(1)求甲对地面的压强p(2)将甲物体放入乙容器的水中,测得甲物体放入前后水
对容器底部的压强如下表所示:
水对容器底部的压强放入甲物体前放入甲物体后
P赵帕)19602156
(a)求放入甲物体前,乙容器中水的深度h*;
(b)请根据表中的信息,计算乙容器对地面的压强。
【答案】(1)4.9xlO3Pa;(2)(a)0.2m;(b)4116Pa
【解析】
解:(1)由题意可知,甲的质量为
mfpf//V103kg/m3x1x10-3m3=5kg
甲的重力为
Gi/i=in伊g=5kgx9.8N/kg=49N
由受力分析可知,甲对地面的压力尸等于甲的重力G,即
F=G=49N
由题意可知,甲的边长为(Mm,故甲的底面积为
S,,尸0.1mxO.1m=0.01m2
故由p=(可得,甲对地面的压强为
p49N
%=鼠=6而产=49x1°Pa(2)(a)由表中数据可知’放入甲物体之前'水对容器底的
压强为p行1960Pa,故由p=pg〃可得,放入甲物体前,乙容器中水的深度为
P水1960Pa
=0.2m(b)由题意可知,甲的密度大于水的密度,口.水
p水g1x103kg/m'x9.8N/kg
的深度大于甲的高度,故由物体的浮沉条件可知,甲物体将浸没在水中,此时甲物体排开的
水的体枳为
V^V//^IxlO^m3此时水面上升的高度为
y1x10-33
凶=y=公而=°05m若此时水未溢出,则此时容器中的水的深度为
h=h^4-A/?=0.2m+0.05m=0.25m
故由p=pgh可得,此时水对容器底部的压强为
p=p木gh=1x103kg/m3x9.8N/kgxO.25m=245OPa
由表中数据可知,此时水对容器底部的压强的实际值小于该值,故可知此时容器中有水溢出,
由P=0g〃可得,此时容器中的水的实际高度为
lxlO3kg/m、9.8N/kg=°22m可得此时容器中水的体积为
Vo=S^ho-V^=2xl0-2m2x0.22m-lx103m3=3.4x1O^m3
水的质量为
tn行p次为=1x103kg/m3x3.4x10'3m2=3.4kg
故由G二次g可得,水的重力为
G%m次g=3.4kgx9.8N/kg=33.32N
由受力分析可知,乙容器对地面的压力/干等于水和甲的重力之和Ga即
产后G卡G及+G行33.32N+49N=82.32N
故由p=(可得,乙容器对地面的压强为
p8232N
P乙=消=cm,=4116Pa答:(1)甲对地面的压强为5xl()3pa;
S乙0.02m
(2)(a)放入甲物体前,乙容器中水的深度为0.2m;
(b)乙容器对地面的压强为4116Pa。
19.(2022.上海黄浦•二模)如图所示,圆柱形容器放在水平面上,容器内外底面积分别为
0.8S和S„现在容器中倒入水。
①若水的体积为2x10-3n?,求水的质量阴水;
②求液面下0.1m处水的压强以;
③现将一密度为"的实心物体放入装有水的容器中(水不溢出,。>。*),要求容器对地面
的压强的增加量修容等于水对容器底部的压强的增加量,请通过计算说明物体密度0
的范围。
n।
【答案】①2kg;②lOOOPa;③8<241.25夕水
s
【解析】
解:①水的质量
叫=8以=L()xl()'kg/m3x2xl0-3m3=2kg②液面下0.1m处水的压强
p=0kg〃=L()xlO'kg/m3xl()N/kgx().lm=l(XX)Pa③因,故物体放入水中后,物体
将沉底,排开水的体积/4丫,则水面乐高的高度
匕作V
△〃二法工赤水对容器底部压强的增加量
3内U.33
如水=p^g\h<《答而容器对地面的压强的增加量
0.8S
相容=手诲=蹩=咚容器对地面的压强的增加量W容等于水对容器底部的压强的增
JJJJ
加量如水,由此可得
国4经生解得
50.8S
P4125。水结合0>0水可知物体密度p的范围
0水341.250木答:①若水的体积为2xl(T3m,水的质量%.为2kg:
②液面下0.1m处水的压强P木为lOOOPa;
③物体密度0的范围为。水<041250水。
20.(2022•上海杨浦•二模)如图所示,足够高的薄壁柱形容器A和均匀圆柱体B置于水平
地面上.A中盛有体积为2x10-3米3的水,B物体重为20牛,底面积为2x10-2米2.
②求B对水平地面的压强PB.
③现将圆柱体B沿水平方向均匀分成若干等份,逐个将每一等份放入容器A中并叠成柱形,
直至全部放入容器A.下表记录的是上述过程中水对容器底部的压强p次和容器对桌面的压
强p»■.
未放入放入一块............全部放入
P卡(帕)490588......882980
P容(帕)540640......9401040
请根据上述信息求出容器A的重力G方和圆柱体B的体积Vfi.
【答案】2千克;1x103帕;2xl()3米3
【解析】
(1)A中盛有体积为2xl(Pm3的水,由夕=会知道,A中水的质量是:
m4=pK=1.0xl03kg/nPx2x1O_3m3=2kg;
⑵B物体重为20N,底面积为2x10-2m2,B对水平地面的压强:
FG20N
:
pBK=-=—=-------~7=lOOOPa.
SSB2xl0-nr
(3)水对柱形容器A的压力等于水的重力是:
Fi=G^=m次g=2kgx9.8N.kg=19.6N;
由于水对容器底部的压强是P水=3,所以,SA=—=^i^=004m2
S,P水490Pa
未放入时容器对桌面的压强p*=540Pa,容器对桌面的压力是:
F斫p»SA=540Pax0.04m2=21.6N;
将容器与水视为一个整体,对桌面的压力等于容器与水的总重,即尸产Gg,容器A的重:力
是:
G行G忌・G产产犷G产21.6N-19.6N=2N;
QQApq
由表中数据知道,放入B前和B完全浸没,"次是原来的哭詈一2倍,由.=28力,水的深
490Pa
度是原来的2倍,水的体积也是原来的2倍,故圆柱体B的体积是:
愎=2x10-3m3
答:(1)A中水的质量为2kg;
(2)B对水平地面的压强为lOOOPa;
(3)容器A的重力是G/=2N,圆柱体B的体积是2x10-3m3.
21.(2022•上海市延安初级中学模拟预测)底面积为0.01m2、质量为0.5kg、足够高的薄壁
圆柱形容器置于水平桌面上,如图(a)所示,容器内盛有2kg的水。求:
(1)水的体积;
(2)水对容器底部的压强;
(3)现有三个不同物块,其密度、体积如表所示。选择其中一个分别用两种不同的方式将
该物体浸没水中;如图(b)所示,用细线吊着物块浸入水中,浸入前后容器对桌面压强差
为Aft;如图(c)所示,将物体直接浸没水中,没入前后容器对桌面压强差为△心.为了使
与Ap?的比值最小,指出选择的物体并说明理由,求出该比值。
物块甲乙丙
密度4P水3。水2。水
体积2V4V3V
L1
OL
(a)b)(C)
【答案】(1)2xl0-3m3;(2)1960Pa;(3)物块甲y(理由见解析)
4
【解析】
解:(1)水的体积
以2kg=2xlCT3m3(2)水的深度
夕水l.OxlO'kg/m'
仁导需A。.水对容器底部的压强
p=0水g/?=1.0xl03kg/m3x9.8N/kgx0.2m=1960Pa(3)应选物块甲,理由如下:
由题意可知,图(b)、图(c)方式容器对桌面压力的增加量分别为
△耳=/=2kg/△5=6物=//=夕物g%,则图(b)>图(c)方式容器对桌面压强的增加
量分别为
M=竽=,'水:、Pi=毁=翟"M和"的比值为
3底3底3底3底
「水g匕勿
学^=行尸="可见物体密度越大,利△生的比值越小,故应选物块甲。和Ap?的
即2。物g%P物
S底
Uz/吉E|-/&P\P根0<]
比值最小值为「=——-=~
32。物4外4
答:⑴水的体积为2x10-3m3。
(2)水对容器底部的压强为1960Pa。
(3)应选物块甲,如।和的比值最小值为::
22.(2022•上海民办行知二中实验学校二模)如图所示,盛有酒精和水的两个足够高的柱形
容器置于水平地面上。若向容器中分别倒入相等体积的原有液体,倒入前后液体对容器底的
压强记录在下表中。(P酒=O.8xl()3千克/米3)
(1)求倒入后容器中酒精的深度%;
(2)若倒入后酒精的质量为3.2千克,求酒精的体积%;
(3)求两容器内部底面积S酒:S水的值。
液体对容器底部的压强倒入前倒入后
P酒(帕)11761568
P水(帕)11761960
【答案】(1)0.2m;(2)4x1。3m3;(3)8:5
酒精
J口水I
【解析】
【分析】
解:(1)根据。=0g
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