资源简介

(共19张PPT)
第一部分　教材知识整合
微专题4　　压强、浮力的综合计算
二、出水、入水类
一阶 要点技巧·建模型
二阶 解题步骤·破模型
三阶 经典试题·练模型
入水模型分析(ρ物＞ρ水)
要点技巧·建模型
一阶
过程 物体受力分析 力的关系 F浮 液面上升高度
过程一 G＝F拉 0 0
过程二 G＝F拉＋F浮 F浮＝ρ水gS物h浸
过程 物体受 力分析 力的关系 F浮 液面上升高度
过程三 G＝F拉＋F浮 F浮＝ρ水gS物h物
过程四 G＝F支＋F浮 F浮＝ρ水gS物h物
　注：出水过程为入水过程的逆过程，从过程四→过程三→过程二→过程一，逐步分析计算即可。
(绳模型)如图甲所示，喜欢动手动脑的小鹿同学在弹簧测力计下端用轻质细线系着底面积为40 cm2的实心圆柱体，圆柱体浸没在水中，不与容器壁、容器底接触，现将其以1 cm/s的速度匀速拉出水面，弹簧测力计的示数F随圆柱体上升时间t的变化关系如图乙。不计圆柱体表面所沾水和细线的体积，圆柱体的密度为________kg/m3；圆柱体上表面刚露出水面时，下表面受到水的压强为_______Pa。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
解题步骤·破模型
二阶
例
4×103
1 250
请同学们将答案填写在横线上。
(1)当上升时间大于20 s时，圆柱体在水面之上，圆柱体的重力为____N。
(2)在0～10 s，圆柱体一直浸没在水中，受到的浮力为___N。
(3)由阿基米德原理得，圆柱体的体积为__________m3，进而求得圆柱体的密度为________kg/m3。
(4)由体积公式可得，圆柱体的高度为_______m，根据p＝ρgh可得，圆柱体上表面刚露出水面时，下表面受到水的压强为_______Pa。
思路引导
20
5
5×10－4
4×103
0.125
1 250
1．(2023·重庆B卷13题2分)小天做物理小实验，先向质量为300 g的薄壁柱形容器中倒入深度为1 cm的水，放在水平放置的电子秤上，稳定后示数如图甲；然后用细线吊着密度为0.6 g/cm3、不吸水的立方体木块，竖直向下缓慢浸入水中，松开手待木块静止后，电子秤示数稳定后如图乙，此时木块对容器底部压强为_____Pa；接着小天拉着细线，将木块竖直向上提升_____cm，容器对电子秤的压强变化量与木块底部所受水的压强变化量之差为120 Pa。(不计细线质量和体积，忽略附在木块
表面水的影响，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
经典试题·练模型
三阶
300
0.8
提升之前：F压＝G容＋G水＋G木。
提升之后：F压＝G容＋G水＋G木－F拉。
思路梳理
2．(2022·重庆B卷20题8分)(升降台)为进行浮力的相关实验，小涛将力传感器固定在铁架台上，底面积为40 cm2的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连，力传感器可测量细线拉力的大小。重3 N底面积100 cm2的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降台上，装有23 cm深的水，如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中，力传感器所测力的大小与升降台上升高度h的关系如图乙所示。当升降台上升高度为8 cm 时，水对A下表面的压强为500 Pa。不计细线的伸缩，A始终保持竖直，且不吸水。
完成下列问题：(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
(1)求A的质量。
解：圆柱体A浸入水中之前，细线拉力大小即为圆柱体A的重力大小，由题图乙可知GA＝12 N，
由G＝mg可知，圆柱体A的质量
(2)求图乙中F1的大小。
解：当升降台上升高度为8 cm时，水对圆柱体A下表面的压强为500 Pa，由p＝ 可知，圆柱体A下表面受到水的压力(即浮力)
F浮＝pSA＝500 Pa×40×10－4 m2＝2 N，
对圆柱体A进行受力分析，此时圆柱体A受到重力GA、细线的拉力F1和水对其竖直向上的浮力F浮，圆柱体A在三个力的作用下保持平衡，所以细线的拉力F1＝GA－F浮＝12 N－2 N＝10 N。
(3)当A浸没在水中后剪断细线，升降台和A都静止时，求溢水杯对升降台的压强。
解：由题图乙可知，当升降台上升高度为8 cm时，溢水杯中水面刚好上升到溢水口，由p＝ρgh可知，此时圆柱体A下表面浸入水中的深度
原来溢水杯中水的体积
V＝S杯h＝100 cm2×23 cm＝2 300 cm3，
假设此时圆柱体A下表面距杯底的距离为h2，则
V＝S杯h2＋(S杯－SA)h1＝2 300 cm3，
解得h2＝20 cm；溢水杯中水的最大深度
h′＝h1＋h2＝5 cm＋20 cm＝25 cm，
由题图乙可知，当升降台上升高度为18 cm时，圆柱体A刚好浸没，则圆柱体A的高度
hA＝5 cm＋(18 cm－8 cm)＝15 cm，
当圆柱体A浸没入水中后剪断细线，升降台和圆柱体A都静止时，圆柱体A沉底，则溢水杯中剩余水的体积V′＝S杯h′－SAhA＝100 cm2×25 cm－40 cm2×15 cm＝1 900 cm3，
由ρ＝ 可知，溢水杯中剩余水的质量m水＝ρ水V′＝1.0×103 kg/m3×1 900×10－6 m3＝1.9 kg，
溢水杯中剩余水的重力
G水＝m水g＝1.9 kg×10 N/kg＝19 N，
溢水杯和溢水杯中剩余的水及圆柱体A的总重力
G总＝G杯＋G水＋GA＝3 N＋19 N＋12 N＝34 N，

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