2024年中考物理压轴题专项训练（全国通用）压轴题07 压强与浮力综合计算（解析版）.docx

压轴题07压强与浮力综合计算

结合单个实际物体(或模型)的漂浮、悬浮等状态，通过分析不同状态浮力与重力关系进行计算；

结合外力作用下(绳子拉、手压等)的物体通过受力分析计算所受外力、浮力、自身重力大小等物理量；

结合弹簧测力计，通过分析物体进水(出水)前后弹簧测力计示数变化(图像),计算相关物理量；

结合外力(上端绳拉、手放、升高或降低容器高度等)作用，通过分析物体进水(出水)前后的变化，计算相关物理量；

结合单个物体(两个相连物体),通过分析容器阀门开关(向容器注水)前后物体所受浮力(浸没体积)变化，计算相关物理量；

结合绳拉(弹簧连接、硬杆连接)物体，通过分析容器阀门开关(向容器注水)及绳子断裂(弹簧弹力大小、硬杆支持力)前后，物体所受浮力、液面高度等，计算相关物理量，涉及相关图像分析.

1、浮沉状态受力分析及计算

状态

漂浮

悬浮

受向下的力且浸没

受向上的力且浸没

沉底

受力分

析示意图

AF。GF浮=G

AF。

G

F浮=GF;

F;

F浮=G-F拉

F#

F浮=G+F压

G

F浮=G-F支

计算公式

F浮=ρ液gV排

F浮=ρ液gV排=ρ液gV物

2、物体入液体受力分析及计算（出水、入水类）

状态

物体恰好

接触液面

物体开始浸入液体中但未完全浸没

物体恰好浸没

物体沉底

受力分

析图

绳拉力F拉=G物

浮力F浮=0

绳拉力F拉=G物-F浮

浮力F浮=ρ液gS物h浸

绳拉力F拉=G物-F浮

浮力F浮=ρ液gV物

支持力F支=G物-F浮

浮力F浮=ρ液gV物

相关物

理量计

算

/

液面上升高度(h?-h?)

液面上升高度(h3-h?)

/

容器对桌面的压服变化量

容器对桌面的压强变化量

整个过程容器底部受到的液体压强的变化量△p=p波g(h?-h?)

注：出液体过程可以看作入液体过程的逆过程。

3、物体注液受力分析及计算（注水、排水类）

状态

物体刚好漂浮

细绳刚好被拉直

物体刚好被浸没

浸没后继续加水

受力分

析图

相关物

理量计

算

△V注液1=h浸(S容-S物)

△V注液2=h绳S容

△V注液3=△h?(S容-S物)

△V注液4=△h?S容

绳拉力F拉=0

浮力F浮=ρ液gS物h浸

绳拉力F拉=0

浮力F浮=ρ液gS物h浸

F拉+G物=F浮

浮力F浮=ρ液gV物

绳拉力F拉=

ρ液gV物-G物

F拉+G物=F浮

浮力F浮=ρ液gV物

绳拉力F拉=

ρ液gV物-G物

整个过程容器底部受到的液体压强的变化量△p=ρ液g(△h?+△h?+△h?)

注：排液过程可以看作注液过程的逆过程。

目录：

01入水问题

02出水问题

03注水问题

04抽水问题

05入水、注水综合（含换位、叠放问题）

06电学在压强与浮力中的应用

07杠杆在压强与浮力中的应用

08滑轮在压强与浮力中的应用

09含细绳问题

10按压问题

11两物块连体问题

12生活情景中的综合计算题

01入水问题

1．（2024·湖北省直辖县级单位·模拟预测）如图所示，将重为、底面积为的薄壁（不计厚度）柱形溢水杯装入一定量的水，放置在水平的压力传感器上（压力传感器的表面足够大），压力传感器的示数为。用轻质细线悬挂一重、高，底面积为不吸水的圆柱体，初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为，现提住细线缓慢下移，使圆柱体逐渐浸入水中，当圆柱体下降时，水面达到溢水口。求：

（1）只将圆柱体放在压力传感器的正中央时，圆柱体对传感器的压强；

（2）未浸入水中时，溢水杯中水的质量；

（3）圆柱体刚好浸没时，细线对圆柱体的拉力；

（4）圆柱体从初始位置到刚好浸没，水对溢水杯底部压强的变化量。

【答案】（1）5×103Pa；（2）2.7kg；（3）21N；（4）200Pa

【详解】解：（1）只将圆柱体放在压力传感器的正中央时，圆柱体对传感器的压力

F=G=30N

圆柱体对传感器的压强

（2）溢水杯中水的重力

G′=30N-3N=27N

溢水杯中水的质量

（3）圆柱体刚好浸没水中时排开水的体积

V排=V=S物h=60cm2×15cm=900cm3

圆柱体受到水的浮力

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×900×10-6m3=9N

细线对圆柱体的拉力

F拉=G-F浮=30N-9N=21N

（4）因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm，现提住细线缓慢下移，使圆柱体逐渐浸入水中，当圆柱体下降7cm时，水面达到溢水口，则圆柱体从接触水面到水面上升到溢水口过程中下降的高度

h下=7cm-4cm=3cm

设此过程中水面上升的高度为Δh，则水面上升到溢水口时圆柱体浸入水中的深度

h浸=h下+Δh=3cm+Δh

V排=S杯Δh=S物h浸=S物×(3cm+Δh)

150cm2×Δh=60cm