专题03 压强和浮力问题（原卷版）.docxVIP

专题03压强和浮力问题

【知识储备】

一、压强

定义：物体单位面积上受到的压力叫压强。；物理意义：压强是表示压力作用效果的物理量；公式p=F/S其中各量的单位分别是：p：帕斯卡（Pa）；F：牛顿（N）S：米２（m2）。

使用该公式计算压强时，关键是找出压力F（一般F=G=mg）和受力面积S（受力面积要注意两物体的接触部分）。

特例:对于放在桌子上的直柱体（如：圆柱体、正方体、长放体等）对桌面的压强p=ρgh

二、液体的压强

液柱体积V=Sh；质量m=ρV=ρSh

液片受到的压力：F=G=mg=ρShg.

液片受到的压强：p=F/S=ρgh

液体压强公式p=ρgh说明：A、公式适用的条件为：液体；B、公式中物理量的单位为：p：Pa；g：N/kg；h：m；C、从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。

三、浮力

对阿基米德原理的理解(F浮=G排或F浮=ρ液gV排)

原理中“浸入液体里的物体”指两种情况。

能区分G物与G排；V物与V排；ρ物与ρ液的意义。

明确此公式的适用条件:既用于液体也适用于气体。

由此式理解决定浮力大小的因素。即：物体浸在液体中所受浮力的大小跟液体(气体)的密度和物体排开液体(气体)的体积有关，而跟物体本身的体积、密度、形状以及物体浸没在液体(气体)中的深度等无关。因此，在用F浮＝ρ液gV排计算或比较浮力大小时，关键是分析液体的密度ρ液和排开液体的体积V排的大小。

判断物体的浮沉条件及浮沉的应用

物体的浮沉条件(浸没在液体里的物体若只受重力和浮力的作用，由力运动的关系可知：)

当F浮G物（ρ液ρ物）时，物体上浮→漂浮（F浮=G物）。

当F浮=G物（ρ液=ρ物）时，物体悬浮。

当F浮G物（ρ液ρ物）时，物体下沉→沉底（F浮+F支=G物）。

【专题突破】

1．如图所示，甲、乙两个薄壁轻质圆柱形容器置于水平桌面上，两容器底部用一根细管相连（忽略细管内液体对液体总体积的影响），开始阀门K关闭。甲容器底面积为300cm2，甲盛有深度为0.2m的水，乙容器的底面积为200cm2，乙中放一高为12cm，密度均匀的不吸水圆柱形物块，其质量为1kg。未打开阀门时，求：

（1）圆柱形物块的重力；

（2）水对甲容器底的压强；

（3）打开阀门，直到水不再流动，甲、乙容器对桌面的压强相等时，圆柱体的密度取值范围（假设圆柱体上底面一直与乙容器底平行）。

2．4月6日19时15分，央视《新闻联播》栏目对鹤壁农业生产做了视频报道，如图为农业部门为春耕定制的双起落架植保无人机，该无人机有操控简单、喷洒均匀、省时高效等优点，在现代农业中发挥着重要作用，其项目参数如表：

项目

参数

项目

参数

外形尺寸（长宽高）

3090mm×3090mm×680mm

起落架底面积（单个）

1×10﹣2m2

空载无人机质量

20kg

满载农药后总质量

53kg

药箱容量

30L

最佳作业速度

8m/s

（1）若以最佳作业速度飞行，求无人机5min飞行的距离。

（2）求药箱内农药的密度。

（3）求空载时静止在水平地面上的无人机产生的压强。

3．在北京冬奥会上，我国自主研发的智能雾化消毒机器人，以非接触的智能工作方式，实现对物体表面有效消毒。如图为某雾化消毒机器人，它的总质量为60kg，轮子与平整地面接触的总面积约为1.0×10﹣3m2。某次执行任务中该机器人10s内前进了2m，求机器人：

（1）平均速度；

（2）总重力；

（3）对地面的压强。

4．如图所示，体积为V＝200cm3的木块在绳子拉力F＝0.8N的作用下完全浸没在水中，（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，绳子重力不计）

求：（1）浸没在水中木块所受的浮力；

（2）木块的重力；

（3）剪短绳子，木块静止时露出水面的体积为多少cm3．

5．一量筒内盛某种液体，其中有一质量为m，且附有细线的铁块，此时液面的示数为V1，现将一密度ρ的球体用细线系在铁块m上，杯中液面上升到V2，若断开细线，则球体上浮露出液面，稳定后杯中液面上升至V3，

求：（1）该球体的质量；

（2）该液体的密度。

6．小雨同学发现家中的太阳能热水器可以实现自动开始注水、停止注水，为了知道其中的原理，小雨查阅了相关资料并且制作了一个太阳能热水模拟器（如图所示）。圆柱形金属桶的底面积S1＝20cm2，物体A的重力是1.5N，物体A的底面积S2＝5cm2，力传感器通过细绳与物体A相连，当容器内储水量达到260cm3时，力传感器受到的拉力为1.3N，此时进水口打开，开始注水；当力传感器受到的拉力为0.3N时，进水口关闭，停止注水。

求