福建省2024中考物理第42课时浮力压强相关计算课后练本.docVIP

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第42课时浮力、压强相关计算

1．【2024·韶关模拟改编】如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3kg，要求对水平地面的压强不超过3000Pa，机器人在水平地面运动时，所受推力与速度关系如图乙所示。(g取10N/kg)求：

(1)该机器人与水平地面的接触面积至少多少？

(2)该机器人所供应的水平推力为300N时，匀速直线运动10s能通过多远的路程？

2．【2024·山西】2024年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。放射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200N，其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。火星车的质量为240kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2。(空气阻力忽视不计，g取10N/kg)求：

(1)火星车静止时，对水平地面的压强。

(2)火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。

3．【2024·襄阳】如图所示，一个底面积为2m2的圆柱状容器装有适量的水，现在将一个体积为5m3的长方体物体A放入其中，最终物体漂移在水面上。现在将虚线以上的部分截走(截走部分的体积等于露出水面体积的一半)，待剩余部分再次静止后水面下降了0.3m。若水的密度为1×103kg/m3，g取

10N/kg，则：

(1)容器底部受到的水的压强削减了多少？

(2)容器底部受到的水的压力削减了多少？

(3)物体A的密度为多少？

4.(解题方法新)如图甲所示，水平桌面上有个质量为2.5kg，底面棱长为0.5m的正方体水槽，水槽内有一实心球。渐渐往水槽内加水，球受到的浮力F与水深h的关系如图乙所示，水深h＝7cm时，球刚好有一半体积浸入水中。不考虑水槽厚度，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：

(1)实心球的体积和水深7cm时水槽底部受到的压强。

(2)实心球的密度。

(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强。

5．【2024·鄂州】如图甲所示，一根轻质弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体物块上。已知物块的棱长为10cm，弹簧没有发生形变时的长度为15cm，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物块上表面与水面相平，此时水深30cm，g取10N/kg。

(1)该物块受到水的浮力。

(2)该物块的密度。

(3)打开出水口，缓慢放水，当弹簧复原原状时，关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的改变量。

参考答案

1．解：(1)在水平地面运动时，该机器人对水平地面的压力：F压＝G＝mg＝

3kg×10N/kg＝30N，

由p＝eq\f(F,S)可得，该机器人与水平地面的最小接触面积：

S＝eq\f(F压,p)＝eq\f(30N,3000Pa)＝0.01m2。

(2)由题图乙可知，该机器人所供应的水平推力为300N时的速度v＝0.6m/s，由v＝eq\f(s,t)得，匀速直线运动10s通过的路程：s＝vt＝0.6m/s×10s＝6m。

2．解：(1)火星车对水平地面的压力F＝G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，

火星车对水平地面的压强p＝eq\f(F,S)＝eq\f(2400N,0.2m2)＝1.2×104Pa。

(2)由题图乙可知，火星车在10～40s内做匀速直线运动，

v＝20cm/s＝0.2m/s，牵引力F′＝f＝200N，

匀速行驶30s的路程s＝vt＝0.2m/s×30s＝6m，

牵引力做的功W＝F′s＝200N×6m＝1.2×103J。

3．解：(1)已知Δh＝0.3m，则容器底部受到的压强削减量：Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m＝3×103Pa。

(2)依据p＝eq\f(F,S)可得，容器底部受到的压力削减量ΔF＝ΔpS＝3×103Pa×2m2＝6×103N。

(3)由ρ＝eq\f(m,V)得：物体A的质量mA＝ρAVA，则GA＝mAg＝ρAVAg，当物体A漂移在水面上时，F浮1＝GA＝ρAVAg，由F浮＝ρ水gV排得：V排1＝eq\f(F浮1,ρ水g)＝eq\f(ρAVAg,ρ水g)＝eq\f(ρA,ρ水)VA，

已知截走部分的体积ΔVA＝eq\f(1,2)V露1＝eq\f(1,2)(VA－V排1)＝eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(VA－\f(ρA,ρ水)VA))，截走部分的体积后剩余的物体的体积VA′＝VA－ΔVA＝VA－eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(