专题五有关密度压强浮力的计算.docx
- 文档编号:15245083
- 上传时间:2023-07-02
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:61.05KB
专题五有关密度压强浮力的计算.docx
《专题五有关密度压强浮力的计算.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《专题五有关密度压强浮力的计算.docx(10页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
专题五有关密度压强浮力的计算
专题五有关密度、压强及浮力的计算
张庄中学孙良友
一、复习目标
(1)熟记密度压强浮力的计算公式
(2)学会有关密度、压强及浮力的计算题的解题方法
二、知识储备
1、密度的计算公式ρ=变形公式m=v=
2、压强的计算公式p=(适用于所有压强)p=(适用于液体压强和密度均匀的柱体对水平面的压强)
3、计算浮力的公式有:
(1)F浮=G排=(适用于知道液体密度和能知道排开液体的体积时)
(2)F浮=(适用于知道物重和弹簧测力计的示数时,探究实验中用得较多)(3)F浮=(适用于漂浮和悬浮的物体)(4)F浮=(适用于知道压力的题目中)
三、典例解析
1、有关密度的计算
例1、一个容器装满水,总质量为65克,将30克的沙子投入容器中,有水溢出,此时容器及水、沙子的总质量为83克,求沙的密度?
解析:
关键是找出沙子的体积。
不难看出,沙子的体积等于溢出水的体积。
解题方法:
对于单纯有关密度的计算,关键是抓住密度的计算公式ρ=m/v,以及变形公式m=ρv,v=m/ρ想办法找出已知量就可以了。
针对性练习:
1、质量0.9千克的水结成冰后,体积增大了0.1升,求:
(1)冰的质量是多少?
(2)冰的密度是多少?
2、纯酒精的密度是0.8×103Kg/m3,某工厂生产的酒精要求含水量不超过10%,用抽测密度的方法来检验,则合格产品的密度应在什么范围之内?
2、有关压强的计算
例2、如图1所示,一梯形截面容器重10N,容器底面积是200cm2,倒入4Kg水的高度是30cm。
(g=10N/Kg)求:
(1)容器底所受水的压强
(2)容器底所受水的压力(3)容器对桌面的压强
解析:
第一问是液体压强,用公式P=ρgh。
第三问是固体压强,用p=F/s
解题方法:
对于压强的计算,如果是固体压强,首先考虑的公式应该是p=F/s;如果是液体压强,首先考虑的公式应该是P=ρgh
针对性练习:
1、通常情况下,物体压在同样的泥地上,如果压强相同则压痕深度相同。
野生动物调查员在泥地上发现黑熊刚留下的足印,为了估算黑熊的质量,他把底面积为10cm2的容器放在足印旁边的泥地上,再慢慢往容器中倒沙子,直到泥地上出现和黑熊足印相同的痕迹,测出此时装了沙子的容器总质量为1.25Kg,g=10N/Kg,求:
(1)装了沙的容器对泥地的压强
(2)量出黑熊与地接触的足印痕总面积共800cm2,估算黑熊的质量有多大?
2、在日常生活中,为了提高烹煮食物的温度,缩短烹煮的时间,人们利用水的沸点随气压的升高而升高的性质制造出了高压锅。
某种规格的高压锅出气口的直径为3.2mm,计算出它的面积为8mm2,要使锅内气压达到2个标准大气压,请计算该高压锅应配的限压阀的质量为多少克?
(外界气压为1标准大气压,1标准大气压取105Pa,g=10N/Kg)
3、有关浮力的计算
例3、将重为4.5N,体积为0.5dm3的铜球浸没在水中后放手,铜球静止后受到的浮力为多少?
解析:
要计算物体所受的浮力必须首先判断物体在液体中的状态,即物体静止时是漂浮、悬浮还是接触容器的底,物体的状态则利用物体的浮沉条件来判断。
由F浮=ρ液gV排物体浸没时受到的浮力为4.9N,放手后F浮>G物物体上浮,最终漂浮在液面,漂浮时F浮=G物=4.5N。
解题方法:
对于浮力的计算,关键是选择合适的公式,而选择公式的依据就是题目的已知条件。
针对性练习:
1、如图2所示的是棱长为0.1m的立方体铝块,它的每个正方形表面的面积是()m2,如果它下表面受到水向上的压力是20N,下表面受到水的压强是()Pa,上表面受到水的压强是()Pa,上表面受到水向下的压力是()N,铝块受到水的浮力是()N。
(g=10N/Kg)
2、用手将一重为6N的物体全部压入水中,物体排开的水重为10N,此时物体受到的浮力为N;放手后物体将(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为N。
3、古人称黄河水是“一石水,六斗泥”。
创意中学综合实践小组从黄河中取了2×10-3m3的水,称得质量为2.2kg,由此可知含泥沙的黄河水的密度为kg/m3。
一条货船在黄河中航行时,浸在水中的体积是30m3。
船受到的浮力为N。
在码头将货物卸下后,河水对船底压强大小的变化情况是(本题g取10N/kg)。
4、密度、压强及浮力的综合计算
例4、质量为1.5kg的木块,漂浮在水面上,有2/5的体积露出水面则木块所受的浮力为多少?
木块的密度为多少?
解析:
木块漂浮时F浮=G物=mg=14.7N,由F浮=G物得ρ液gV排=ρ物gV物,
ρ液gV物=ρ物gV物,
ρ物=
ρ液=600kg/m3。
例5、(厦门市2006
)在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图17所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。
求:
(1)分析图像可知,圆柱体重力是________N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是______N;
(3)圆柱体的体积是_________m3;
(4)圆柱体的密度是_________kg/m3;
(5)分析图像BC段,可得结论:
物体浸没液体
之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越
________(选填“大”或“小”);
(6)分析图像CD段,可得结论:
__________________________________________。
解析:
这一专题综合性比较强,学科内结合的知识点比较的多,考查我们的多方面的能力。
这就要求我们熟悉浮力计算的基础上,更要了解跟其它的知识点是怎样联系的。
对于本题来说只是联系到求物体的密度。
在我们以后的做题过程中会遇到跟压强、功等知识点的结合的。
当物体浸入水的深度为0时,弹簧测力计的示数即为物体的重12N,由图象可知当物体浸没在水中时也就是在图像的CD段的时候,此时弹簧测力计的示数为4N,可知物体受到的浮力等于弹簧测力计的两次示数之差8N。
有浮力计算公式可知圆柱体的体积为8×10-4m3,从而很简单的知道物体的密度为1.5×104,有BC段可知受到浮力在增大。
分析图像CD段,可得结论是物体受到的浮力跟物体浸入液体的深度无关。
例6(湖北省黄冈市2006)如图是吴林泽利用U形压强计改装成的测液体密度的密度计。
A为固定支架,其作用是保证橡皮膜在不同的液体中深度均为1㎝。
U形管盛水,其右管标有刻度值,为了便于读数,在U形管右管有一个指示液面位置(刻度值)的质量为1g的实心红色浮标,刚好有一半体积浸没在水中。
未测量时,U形管水面刚好与a相平,读数时,读取浮标所对的刻度值即可。
求:
(1)浮标受到的浮力
(2)浮标的密度
(3)当橡皮膜放入某液体中,浮标指示在b处,ab之间的距离为1㎝,计算b处的刻度值?
解析:
这一类题目是比较难的,在熟练掌握阿基米德原理的条件下,结合物体的浮沉条件等,做题的同时注意规律的总结才行。
本题答案为:
(1)因漂浮F浮=G=mg=10-3×10=10-2N
(2)根据漂浮条件F浮=Gρ水g1/2V=ρgVρ=1/2ρ水=0.5×103㎏/m3(3)因液体对橡皮膜压强等于U形管水面高度差产生的压强即ρ液gh=ρ水gh′
ρ液=ρ水h′/h=1×103×2×10-2/10-2=2×103㎏/m3
解题方法:
有关密度、压强及浮力的计算,在中考中往往是混杂在一起的,这样使很多学生觉得做题时头脑中一片混乱,无从下手。
解决这一问题的方法是计熟公式,各个击破,找出联系,学会分析。
具体方法是:
抓住问题,去找已知,根据已知选定公式;公式当中如果还有未知,把未知当问题去分析,当全部未知变为已知,就倒着写解题过程。
分析在草纸上写,过程在试卷上写。
针对性练习:
1、一个重为10N的实心合金球,浸没在水中时,排开了4N的水,则合金球受到水的浮力是多少?
若将它放入酒精中静止时,合金球受到的浮力是多少?
若将它放入水银中静止时,合金球受到的浮力是多少?
(酒精的密度是0.8×103Kg/m3水银的密度是13.6×103Kg/m3g=10N/Kg)
2、(黄冈市2006)在南极考察中使用的海洋破冰船,针对不同的冰层有不同的破冰方法。
其中一种破冰方法是:
接触冰面前,船全速航行,船体大部分冲上冰面,就可以把冰压碎。
(1)当破冰船航行于海面时,它的排水体积约为1500m3,求船自身的重力。
(2)在一次破冰行动中,当船冲到冰面上时,船的排水体积变为原来的三分之一,船与冰层接触面积为5m2,此时破冰船对冰层的压强是多少?
(海水的密度取1.0×103kg/m3)
四、达标检测
1、(连云港市2006)李静同学进行了如图所示的实验:
她先测量出容器中水深为20cm,然后将一挂在弹簧测力计下的长方体物块缓慢地浸入水中(完全浸没时水不会溢出)。
实验过程中,她记下弹簧测力计的示数F,并测量出对应情况下容器中水的深度h,实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
F/N
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
1.0
1.0
h/cm
20.0
20.5
21.0
21.5
22.0
22.5
22.5
22.5
(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
⑴在物块未浸入水中时,水对容器底部的压强为多少?
⑵在物块完全浸入水中时,其受到的浮力为多大?
⑶分析表中数据变化规律,你能得到什么结论?
2、(2005江苏南通)如图所示,放在水平桌面上的圆柱形容器重4N,底面积为100cm2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物体,现将物体浸没水中,容器的水面由16cm上升到20cm(g取10N/kg)求:
(1)物块放入水中前,容器底受到水的压强是多少?
(2)物块的密度是多少?
(3)物块受到的浮力(4)物块浸没水中后容器对桌面的压强。
3、(2006玉林市)我们来对物体浮沉现象进行探究把一截圆柱体蜡烛竖直放入水中,发现蜡烛漂浮在水面上(如图19所示).
(1)若要使蜡烛处于悬浮状态,应该加入适量的食盐还是加入适量的酒精?
请说明理由.
(2)蜡烛漂浮在水中时,测得露出水面的体积为总体积的
,求蜡烛的密度是
多大
4、(2006眉山)木块A的体积为500cm3,质量为300g,用细线拉着浸没于盛水的圆柱形容器中,容器的底面积为100cm2,容器内水面高度为30cm,如图所示,求:
(1)物体受到的浮力;
(2)水对容器底的压强;(3)绳子的拉力T;(4)若剪断绳子后,木块静止时,水对容器底的压强。
(g取10N/kg)
5、(北京市2006)
育红学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型,这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后,自动开启放水阀门,冲刷便池中的污物。
图21是这种水箱模型的主要部件的截面示意图。
图中水箱A是一个边长为50cm的正方体;浮筒B是一个质量为0.2kg的空心圆柱体,其底面积SA为80cm2,高为35cm;放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体,其底面积Sc为55cm2,厚度d为1.5cm;放水阀门C能将排水管口恰好盖严,阀门上固定一根轻绳与浮筒相连,绳的长度l为10cm。
请你计算出水箱中的水深H至少为多少时,浮筒B刚好能将放水阀门C打开?
参考答案
三、1、例1:
2.5×103kg/m3针对性练习:
1:
0.9Kg0.9×103kg/m32:
0.8×103kg/m3至0.816×103kg/m3之间
2、例2:
(1)3×103Pa
(2)60N(3)2.5×103Pa针对性练习:
1:
(1)1.25×104Pa
(2)100Kg2:
80g
3、例3:
4.5N针对性练习:
1:
0.012×10310310102:
10上浮63:
1.1×1033×105变小
4、例4:
14.7N600kg/m3例5:
(1)12
(2)4(3)8×10-4(4)1.5×103(5)大(6)浮力大小与物体的浸没深度无关例6:
(1)0.01N
(2)0.5×103kg/m3(3)2×103kg/m3针对性练习:
1:
(1)2N
(2)1/15m(3)2.5N2:
1500t2×106Pa
四、达标检测1:
(1)2×103Pa
(2)0.5N(3)物体所受浮力大小随排开液体体积的增大而增大
2:
(1)1.6×103Pa
(2)2.5×103kg/m3(3)4N(4)2.4×103Pa
3:
(1)加入适量酒精
(2)0.9×103kg/m3
4:
(1)5N
(2)3×103Pa(3)2N(4)2.8×103Pa
5:
41.5cm
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 专题 有关 密度 压强 浮力 计算