初中物理浮力压强计算题求解

初中物理浮力压强综合计算题求解~

解：

(1)当浮筒完全被浸没时，浮筒和盖片的总重力等于浮筒所受的浮力！G=F（浮）
其中F（浮）
等于浮筒排开水的重力！即F（浮）=ρgv
(v=0.2m^3=0.008m^3,ρ=1.0*10^3kg/m^3)
则G=80N
G=G（A）+G（B）
则G（A）=70N
所以m（A）=7Kg
（2）不妨设此时的水深为h
，则浮筒浸没的深度为（h-0.3m
）
此时浮筒排开水的体积V。=0.2m*0.2m*（h-0.3m）
浮筒所受的浮力等于它自身的重力！即G（A）=ρgV。=70N
解方程得h=0.475m=47.5cm

例1（2007年山东省中考试题）在水平桌面上放置一空玻璃杯，它的底面积为0．01m2，它对桌面的压强为200Pa。在玻璃杯中装入1kg水后，水对杯底产生的压强为900 Pa，求水的深度；并通过计算推测出玻璃杯的大致形状是图3中（a）（b）（c）的哪一种？（水的密度ρ=1．0×103kg/m3，取g=10N/kg）



　　
评析：题目主要考查液体对容器底部的压力与所盛液体的重力的关系。因为容器的形状不一定为柱形，所以不能根据水的质量求深度，可以根据p=ρgh求解。而要推测出玻璃杯的大致形状，必须根据液体对容器底部的压力与所盛液体的重力的关系。

　　答案：水的深度

　　水对容器底部的压力

　　容器内水的重力

　　因为F<G，所以玻璃杯的大致形状是图3中（a）。
例2. 如图所示，甲、乙、丙三个底面积相同、形状不同的容器中装有质量相等的三种不同液体，液面高度相同，则容器底部受到的液体压强和压力三种情况的大小。




二．总结如何正确求出液体对容器底部的压力
1.先根据p=ρgh 求出液体对容器底部的压强
2.再根据F=PS求出液体多容器底部的压力





练习一．如图4，平底茶壶的质量是400g，底面积是40cm2，内盛0．6kg的开水，放置在面积为1m2的水平桌面中央。试求：⑴水对茶壶底部的压力；⑵茶壶对桌面的压强。



　　解：⑴∵茶壶静止在水平桌面上

　　∴水对茶壶底的压力F1=G水=m水g=0．6×10=6 （N）

　　⑵茶壶的重力G壶=m壶g=0．4×10=4（N）

　　茶壶对水平桌面的压力F2＝G水＋G壶＝6＋4＝10（N）

　　茶壶对水平桌面的压强

　　你认为上述解题过程中有无错误？如有错误，请指出其中的错误之处并加以订正。
解答：第一处错误：根据上述所讲内容液体对容器底部的压力不一定等与液体的重力，所以在计算液体对容器底部的压力时，应先根据公式p= ρgh求出液体的压强，再根据F=pS求出压力。答案为：4．8N。第二处错误：受力面积应是茶壶的底面积，答案：2500 Pa



　练习二：如图3所示，放在水平桌面上的容器，侧壁上有一开口弯管，弯管内的液面高度h1=O．8m；容器顶部和底部的面积均为0．1m2，顶部到底部的高度h2=0．6m，容器中的液体密度为1．2×103kg／m3，则液体对容器顶部的压力为 N。（g取10N／kg）


　解析：此题中产生压力的深度为h1-h2根据公式p= ρgh求出液体的压强，再根据F=pS求出压力。答案为：240N
三：容器对桌面的压强和压力问题（如果上述内容学生接受的好，可以延伸这个问题，接受的不好，此嫩荣就要留到下节课讲）
例（2007年四川省绵阳市中考试题）如图4所示，一开口的杯子，装上8 cm高的水后，放在水平桌面上。已知杯子内部底面积为50 cm2，外部底面积为60 cm2；杯子装上水后的总质量为0．6 kg。（g取10N／kg）



　　求：（1）水对杯底的压力（2）杯子对桌面的压强。
评析：水对杯底的压力是液体的压力压强问题，它取决于水的密度、深度和水的底面积（即杯子内部底面积）；杯子对桌面的压强是固体的压力压强问题，它取决于杯子对桌面的压力和桌面的受力面积。其中杯子对桌面的压力等于杯子和水的总重力。

答案：（1）先求水对杯底的压强
再求水对杯底的压力
（2）先求杯子对桌面的压力
再求杯子对桌面的压强
总结：当求容器对桌面的压强和压力问题时，容器对桌面的压力等于杯子和水的总重力。
在求压强时一定要注意接触面积为容器与桌面的接触面积。
练习一：［多选题］图10是实验用的锥形瓶，将锥形瓶放在面积为S质量为m的水平桌面中央，、已知锥形瓶的质量为m1底面积为S1，当锥形瓶中倒入密度为ρ，质量为m2的液体后，液面高度为h，则
A．锥形瓶中的液体对瓶底的压力为m2g
B．倒入锥形瓶中液体的体积为m2/ρ
C．水平地面对桌子的再根据支持力为（m＋m1＋m2）g
D．瓶底对水平桌面的压强为（m1＋m2）g/S



练习一解析：答案：BCD根据上述所讲内容液体对容器底部的压力不一定等与液体的重力，所以在计算液体对容器底部的压力时，应先根据公式p= ρgh求出液体的压强，再根据F=pS求出压力。排除A。再

根据容器对桌面的压力等于杯子和水的总重力。在求压强时一定要注意接触面积为容器与桌面的接触面积D正确。再根据V=M/ρ选B正确，根据力的分析C也正确

练习二。【多选题】在0.5kg的平底空水桶内，装入15kg的水并放在水平地面上，如图甲所示。水桶对地面的压强为3100Pa。小刚用细线拴着体积为4×10-3m3密度为3×103kg/m3的金属球。当手提细线使金属球浸没在桶内的水中时，水面升高了5cm，如图乙所示。g取10N/kg。则下列说法正确的是
A．水对桶底的压强增加了800pa
B．水对桶底的压强增加了500pa
C．水桶对地面的压强是5500 pa
D．水桶对地面的压强是3900 pa



练习二解析：答案：BD根据上述所讲内容液体对容器底部的压力不一定等与液体的重力，所以在计算液体对容器底部的压力时，应先根据公式p= ρgh求出液体的压强，再根据F=pS求出压力。但这个题是求增加的压强高度就是增加的高度5cm，但是要统一单位。根据容器对桌面的压力等于杯子和水的总重力。在求压强时一定要注意接触面积为容器与桌面的接触面积，此题中多了一个上面拉有细线的小球，根据力的分析，除了小桶和水的重力，压力增加了小球所受到的浮力。根据P=F/S求出压强。

练习三．物理课外小组为了研究液体对容器底部的压力与液体重力及容器形状的关系，同学们特意找了一些大小、形状各异（直筒形、开口大、开口小）的容器，他们先测出每个容器的底面积，实验时，在各个容器中都盛有同种液体，用仪器测量出各个容器底部所受到的压强，再计算出容器底部所受到的压力，记录的实验数据如表一和表二所示：
表一
实验序号容器
形状底面积/cm2液体的
重力/N液体的
深度/cm容器底部所受到的压力/N
1

202102
2102202
351201
表二
实验序号容器
形状底面积/cm2液体的
重力/N液体的
深度/cm容器底部所受到的压力/N
4102.8202
5102202
6101.2202
（1）分析比较表一中的数据可知： ；
（2）分析比较表二中的数据可知：液体对容器底部的压力 等于液体的重力。（选填“一定”或“不一定”）
（3）综合分析、比较表一、表二中的数据，还可得出关于同种液体对容器底部的压力的结论是： 。
练习二解析：答案：（1）直筒形容器，液体对容器底部的压力等于液体的重力；
（2）不一定；
（3）同种液体，当深度和容器的底面积的乘积相同时，液体对容器底部的压力也相同。

本题是以半开放式的实验题出现的，也是液体对不同形状液体底部压力的应用，是用图像的方式对本节课内容的总结。
以下为相关联系：
1.盛有水的试管从竖直位置逐渐倾斜时（水不溢出），水对试管底部的压强将
A.不变B.变大
C.变小D.无法判断

2.如图13—8所示，甲、乙、丙是三个底面积大小相同的容器，若分别装入同种液体且深度相等，比较液体对容器底的压强
A.甲最大B.乙最大
C.丙最大D.一样大
3.上题中，若甲、乙、丙三个容器中分别装入质量相同的水，比较液体对容器底部的压强是
A.甲最大B.乙最大
C.丙最大D.一样大

答案解析：以上的三个题都是液体压强的应用及考点。
1解析：考点为液体压强只跟液体的密度和液体的深度有关，对于同种液体，深度越深压强越大，答案：C
2解析：考点为液体压强只跟液体的密度和液体的深度有关，对于同种液体，深度越深压强越大 ，答案：D，
3解析：先根据所给的已知条件判断三种液体密度大小关系，再根据p= ρgh
答案：C

1.压强
p=p水gh=1000kg/m³*10n/kg*1.2m=12000pa
2.浮标浸入水中的体积
v排=2/3v标=2/3*15cm³=10cm³=0.00001m³
此时浮标受到的浮力
f浮=p水v排g=1000kg/m³*0.00001m³*10n/kg=0.1n
3.铅坠的质量
m铅=p铅v铅=11g/cm³*0.5cm³=5.5g=0.0055kg
铅坠的重力
g铅=m铅g=0.0055kg*10n/kg=0.055n
此时铅坠和浮标受到的总浮力
f浮=g铅=0.055n
此时铅坠和浮标排开水的体积
v排=f浮/p水g=0.055n/(1000kg/m³*10n/kg)=0.0000055m³=5.5cm³
浮标静止浸入水中的体积
v标排=v排-v铅=5.5-0.5=5cm³

（1）盖片B被拉开时，水深50cm，水对B的压强为：
P=ρ水gh=1*10^3kg/m^3*10N／kg*0.5m=5*10^3Pa
水对盖片B的压力为：
F=PS=5*10^3Pa*80*10^-4m^2=40N
浮筒A受的浮力为：
F浮=ρ水gV排=1*10^3kg/m^3*10N／kg*（0.2m）^3=80N
当浮力大于A、B的重力及水对B向下的压力时，就会拉开B，故A的重力为：
GA=F浮-GB-F=80N-10N-40N=30N
A的质量为：
mA=GA/g=3kg
（2）由于不计厚度，可不计水的压力，A、B重力的和大于浮力就会盖上，
此时浮力为：
F浮=GA+GB=40N
根据F浮=ρ水gV排可知A浸入的体积为
V浸=F浮/（ρ水g）=40N/（1*10^3kg/m^3*10N／kg）=4*10^-3m^3=
A浸入的深度为：
V浸/（0.2m）^2=0.1m=10cm
自动盖上时，水的深度为：
30cm+10cm=40cm

1）分析：浮块A和B可以看做一个整体。进行受力分析，当AB的总重力等于浮力的时候B部分对底部的压力为0，B被拉起。由题意得这个时候A是全部浸没的，所以此时A全部浸没时的浮力等于AB的总重
解：A的体积Va=n³=（0.2m）³=0.008m³
全部浸没时的浮力
F=Vap水g=0.008m³·10³kg/m³·10N/kg=80N
∵G总=F
B的重力
Gb=mb·g=1kg·10N/kg=10N
A的重力
Ga=G总-Gb=80N-10N=70N
A的质量
ma=Ga/g=70N/10N/kg=7kg
这是第一问，马上第二问

解析：
第一问：由题可知，当盖片被拉起时，B所受水对它的压力与它的重力的和
和
A所受的浮力减A所受的重力的差
相等。
所以
解：
F(B)=P(B)S=ρ(水）ghS=1.0×10³kg\m³×10N\kg×(30cm+20cm)×80cm²=40N(单位换算略）
G(B)=m(B)×g=1kg×10N\kg=10N
∴F(浮）=ρ(水）gV(排）=1.0×10³kg\m³×10N\kg×(20cm)³=80N
∴G(A)=F(浮）-F(B)-G(B)=80N-40N-10N=30N
∴m(A)=G(A)÷g=30N÷10N\kg=3kg
答：浮筒A的质量是3kg.
解析：
第二问：由题意，当水位下降时，浮力与B所受水对它的压力都在下降。所以
B所受水对它的压力与它的重力的和
和
A所受的浮力减A所受的重力的差
大于（这按相等算）时，B会下降。
所以
解：设水深为h时，B会下降
则：G(B)+F(B)=F(浮）-G(A)
即：10+1000×10×h×0.008=1000×10×[（h-0.3)×(0.2)²]-30(省去单位）
解得：h=0.5m
答：当水深小于0.5m时，B会下降。
我想如果你学过这些内容，我用到的公式你都知道。
至于第二问，不要有疑问，因为供水管也在不断的供水，所以水位下降很慢，所以可以达到冲洗的目的，但肯定出的比进的稍快，所以过一会就不冲了,或者就是一样的，等你关了水龙头就停了。（我的理解，不过应该没错，如果有错请补充问题，我改)
初三同学为你解答，希望对你有所帮助……

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