2025年中考物理总复习考点培优训练专项提分五 压强和浮力的综合计算.docx

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专项提分五压强和浮力的综合计算

角度1:漂浮类

1.(2024·烟台中考)为庆祝中国人民解放军海军成立75周年,海军烟台舰于2024年4月20日至24日期间访问家乡烟台,并同步开展了军民共建活动。海军烟台舰,舷号“538”,属国产054A型导弹护卫舰,舰长134m,最大宽度16m,高度35m,排水量(满载)约4000t,巡航速度18节(1节=1.852km/h),续航里程4000海里

(1海里=1.852km),抗风力大于12级,除极区外任何海区均可安全航行。烟台舰创造了当年护航时间最长、单架直升机飞行时间最长、编队人数最少、访问国家最多的“四个之最”。(g=10N/kg,海水的密度取1.0×103kg/m3)求:

(1)满载时烟台舰所受的浮力约为多大?

解:(1)满载时烟台舰排水量(满载)约4000t,m排=4000t=4000×103kg,

因为烟台舰处于漂浮状态,所受浮力等于排开海水所受重力,故烟台舰满载时所受浮力:F浮=G排=m排g=4000×103kg×10N/kg=4×107N。

(2)某次航行中烟台舰吃水深度为4m,则在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为多大?

解:(2)某次航行中烟台舰吃水深度为h=4m,烟台舰吃水深度为4m时的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa

烟台舰底0.5m2的面积上受到海水的压力:

F=pS=4×104Pa×0.5m2=2×104N。

(3)若烟台舰在某次航行过程中以18节的巡航速度航行3000海里,其航行时间为多少小时?(结果保留一位小数)

解:(3)烟台舰的巡航速度:v=18节=18×1.852km/h,

航行距离:s=3000海里=3000×1.852km,

航行时间:t=sv=3

2.均不吸水的正方体物块A和B边长都为10cm,用质量不计的细线连接在一起,放入水中,静止时A和B恰好悬浮在水中某一位置,如图甲所示。当把细线轻轻剪断后,物块A上浮,静止时露出水面的体积是它自身体积的25,物块B下沉,静止时沉到容器底,物块B

(1)物块A的重力;

解:(1)物块A的体积VA=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,

图乙中,物块A排开水的体积:VA排=VA-25VA=1×10-3m3-25×1×10-3m3=6×10-4m

由于物块漂浮在水面上,

则:GA=FA浮=ρ水gVA排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N。

(2)物块B的重力;

解:(2)图甲中,物块B的体积VB=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,

则物块A、B排开水的体积:V排=VA+VB=1×10-3m3+1×10-3m3=2×10-3m3,

受到的总浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N,

A、B悬浮,所受浮力等于它们的总重,

即F浮=GA+GB,

则GB=F浮-GA=20N-6N=14N。

(3)图乙中物块B对容器底部的压强。

解:(3)图乙中,物块B受到的浮力

FB浮=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N,

物块B对容器底部的压力:F=GB-FB浮=14N-10N=4N,

受力面积:SB=(10cm)2=100cm2=0.01m2,

则物块B对容器底部的压强:p=FSB=

角度2:出水、入水类

3.(2023·枣庄中考)用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,如图甲所示,直至完全浸没(水未溢出)。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5∶1

,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:

(1)金属块所受的重力;

解:(1)由题意可得,金属块受到的重力为:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N;

(2)金属块的下表面浸入水中的深度为2cm时,弹簧测力计的示数;

解:(2)由题图乙可知,当h=2cm时,金属块排开水的体积V排=20cm3=20×10-6m3,根据阿基米德原理可知,此时金属块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3

×10N/kg×20×10-6m3=0.2N;

弹簧测力计的示数为F拉=G-F浮=4N-0.2N=3.8N;

(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;

解:(3)由题图乙可知,当h=5cm时,金属块刚好浸