陕西省2024年物理中考热点备考重难专题：压强浮力综合类（课后练习）

压强浮力综合类典例精讲1.(2022陕西定心卷)2022年4月26日，“探索二号”科考船搭载着“深海勇士”号返航，圆满完成2022年度南海北部典型区域海洋环境调查第一航段任务，如图为“探索二号”将“深海勇士”号放入水前的画面．“探索二号”满载排水量约为6800t，最高航速约为27km/h.本航次“深海勇士”号在1573m到3689m不同深度的海底获取了一批海水生物和岩石样本，并获得了第一手现代海底地貌影像资料．(ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)(1)“深海勇士”号下潜过程中，以“深海勇士”号为参照物，“探索二号”是________(选填“静止”或“运动”)的．(2)“深海勇士”号探索至最深处受到的压强是多少？(3)“探索二号”满载时所受浮力是多少？满载的“探索二号”以最高航速匀速直线航行时，受到的阻力约为船总重的0.2倍，则“探索二号”的功率是多少？实战演练1.图甲是我国三大主战舰之一的075型两栖攻击舰，该舰舰长为250m、宽为30m，满载时吃水深度为7m．(海水密度取1.05×103kg/m3)求：(1)该战舰从长江驶入海中时，会_____(选填“上浮”“下沉”或“不变”)(2)该战舰满载时舰底最深处受到的海水压强；(3)当战舰上的一架舰载直升机起飞后，该战舰排开水的体积减小了15m3，则这架舰载机的质量是多少；(4)该战舰以恒定功率从静止开始航行，路程s与时间t的关系如图乙所示，若战舰所受的阻力保持不变，大小为1×105N，则战舰在0～10s内动力所做的功是多少．2.(2022陕西预测卷)学习了浮力的知识后，小明对潜水艇的浮沉产生了很大的兴趣．他用一个体积为500cm3的长方体水箱模拟潜水艇，内装300cm3的水，总重为7N，放在底面积为100cm2的容器中，如图甲所示；“潜水艇”内的压缩空气装置可将水排出后并密封，如图乙所示，排出的水仍在容器中且容器足够高．(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)求：(1)“潜水艇”悬浮在水中，当用压缩空气把水舱中的水排出部分时，“潜水艇”将________(选填“上浮”或“下沉”)；(2)图甲中“潜水艇”对容器底的压力；(3)排出水的重力为多少时，“潜水艇”刚好能悬浮？(4)当“潜水艇”中的水全部排出后，水对容器底压强相对于图甲时的变化量．压强浮力综合类典例精讲例(1)运动解：(2)“深海勇士”号在最深处3689m时受到的压强p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3689m＝3.689×107Pa(3)“探索二号”满载时受到的浮力F浮＝G排＝m排g＝6.8×106kg×10N/kg＝6.8×107N由二力平衡可知船的重力等于船漂浮时受到的浮力，即G船＝F浮＝6.8×107N“探索二号”以最高航速匀速直线航行时，受到的阻力约为船总重的0.2倍，即f＝0.2G船＝0.2×6.8×107N＝1.36×107Nv＝27km/h＝7.5m/s因为“探索二号”匀速直线航行所以牵引力F＝f＝1.36×107N“探索二号”的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv＝1.36×107N×7.5m/s＝1.02×108W实战演练1.(1)上浮(2)战舰满载时吃水深度为7m满载时舰底最深处受到海水压强为p＝ρ海水gh＝1.05×103kg/m3×10N/kg×7m＝7.35×104Pa(3)舰载直升机起飞后，该战舰的排开水的体积减小了15m3，减小的浮力ΔF浮＝ρ海水gΔV排＝1.05×103kg/m3×10N/kg×15m3＝1.575×105N因为战舰是漂浮状态，所以G机＝ΔF浮＝1.575×105N由G＝mg得：m机＝EQ\F(G机,g)＝EQ\F(1.575×105,10N/kg)＝1.575×104kg＝15.75t(4)由图乙可知10～20s战舰做匀速直线运动v＝EQ\F(s,t)＝EQ\F(210m-70m,10s)＝14m/s动力F＝f＝1×105N由P＝EQ\F(W,t)＝EQ\F(Fs,t)＝Fv得战舰功率P＝Fv＝1×105N×14m/s＝1.4×106W由P＝EQ\F(W,t)得：战舰在0～10s内动力所做的功W＝Pt＝1.4×106W×10s＝1.4×107J2.(1)上浮【解析】原来“潜水艇”悬浮在水中，浮力等于重力，当用压缩空气把水舱中的水排出部分时，“潜水艇”自重减小，而浮力不变，此时浮力大于重力，所以“潜水艇”将上浮．解：(2)“潜水艇”受到的浮力为F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×500×10－6m3＝5N“潜水艇”对容器底的压力大小F压＝F支＝G－F浮＝7N－5N＝2N(3)当“潜水艇”全部浸没在水中，且受到的浮力等于重力时处于悬浮状态，由(2)可得，“潜水艇”受到的浮力为5N，“潜水艇”内装300cm3的水时总重为7N，因为“潜水艇”完全浸没在水中，V排不变，所以根据F浮＝ρ水gV排可知“潜水艇”所受浮力不变，只有“潜水艇”的重力变为5N时，受到的浮力等于重力，即G排＝G－F浮＝7N－5N＝2N时，“潜水艇”刚好能悬浮(4)“潜水艇”中水的重力G水＝m水g＝ρ水V水g＝1.0×103kg/m3×300×10－6m3×10N/kg＝3N排完水后“潜水艇”所受浮力F浮1＝G艇＝G－G水＝7N－3N＝4N，当“潜水艇”中的水全部排出后，“潜水艇”漂浮，根据F浮＝ρ液gV排可得其排开水的体积为V排1＝eq\f(F浮1,ρ水g)＝eq\f(4N,1.0×103kg/m3×10N/kg)＝4×10－4m3，“潜水艇”排开水减小的体积ΔV＝V排－V排1＝500×10－6m3－4.0×10－4m3＝1.0