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中考物理综合题:有关压强 浮力 压力的计算

时间:2024-01-09 01:32:23

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中考物理综合题:有关压强 浮力 压力的计算

如图所示,放在水平桌面上的塑料杯子的质量不计,向杯中倒入200g的水,水深20cm;再轻轻放入质量为40g的木块,木块静止后漂浮,水面升高了4cm(水未溢出,g=10N/kg).求此时:(1)水对杯子底部的压强为多少?(2)木块受到的浮力是多少?(3)杯子底部对水平桌面的压力是多少?

相关知识回顾:

(1)在液体容器底、内壁、内部中,由液体本身的重力而形成的压强称为液体压强,简称液压。

帕斯卡“桶裂”实验可以很好地证明液体压强与液体的深度有关,因为液体的压强等于密度、深度和重力常数之积 。在这个实验中,水的密度不变,但深度一再增加,则下部的压强越来越大,其液压终于超过木桶能够承受的上限,木桶随之裂开。

帕斯卡通过“帕斯卡球”实验,得出著名的帕斯卡定律:加在密闭液体任一部分的压强,必然按其原来的大小,由液体向各个方向传递。这就是历史上有名的帕斯卡桶裂实验。 一个容器里的液体,对容器底部(或侧壁)产生的压力远大于液体自身的重量,这对许多人来说是不可思议的。我们知道,物体受到力的作用产生压力,而只要某物体对另一物体表面有压力,就存在压强,同理,水由于受到重力作用对容器底部有压力,因此水对容器底部存在压强。液体具有流动性,对容器壁有压力,因此液体对容器壁也存在压强。

(2)在初中阶段,液体压强原理可表述为:“液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大,同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。”

(3)特点:加在封闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递。

同种液体在同一深度液体向各个方向的压强都相等。

(4)液体压强的公式为:

固体压强也可用P=ρgh计算,但只参考密度均匀的几何直柱体,其上下底面积相等。

其表达式可以转化为:

由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了液体内部压强的规律。

深度是指点到自由液面的高度,液体的压强与深度和液体的密度有关,与液体的质量无关.

液体压强产生原因:受重

解:(1)水对杯子底部的压强为P=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×(0.2m+0.04m)=2400Pa;

(2)木块受到的浮力F浮=G木=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N;

(3)杯子底部对水平桌面的压力F=G木+m水g=0.4N+0.2kg×10N/kg=2.4N.

答:(1)水对杯子底部的压强为2400Pa;

(2)木块受到的浮力是0.4N;

(3)杯子底部对水平桌面的压力是2.4N.

考点简析:

(1)已知水的深度,根据公式P=ρgh可求水对杯子底部的压强;

(2)已知木块漂浮,漂浮时受到的浮力等于自身的重力;

(3)杯子底部对水平桌面的压力等于水的重力与木块重力之和.

点而评之:

本题考查液体压强、浮力、压力的计算,要知道物体漂浮时受到的浮力等于自身的重力;

判断液体对容器底压力与重力关系时,要注意容器的形状,只有粗细均匀的容器,底部受到液体的压力才等于液体的重力.

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