(3)现有面积为S、密度为6ρ水圆柱体乙,如图(b)所示,在乙上方沿水平方向切去高为△h的部分A(△h<0.3米),如图(c)所示,将A放入容器甲中(A与甲底部没有密合),并将此时的容器置于剩余圆柱体B的上方中央. ①若要使水对容器底部的压强p水最大,求切去部分A高度的最小值△h小.
②若要使水对容器底部的压强p水与地面受到的压强p地的比值最大,求切去部分A高度△h的范围,并求比值
.
26.(2014?金山区二模)如图所示,在水平地面上有同种材料ρ制成的正方体,它们的高度分别为为2h和3h, (1)若甲的密度为2×10千克/米,h为0.05米时,求:甲对地面的压强P甲.
(2)若乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲正上方,此时甲、乙对地面的压强相等,求:乙正方体切去的厚度△h.
3
3
27.(2014?徐汇区二模)如图所示,在水平桌面上放有两个完全相同的薄壁柱形容器A、B,底面积为5×10米,
33
高0.6米,容器中分别盛有0.7千克水和0.2米深的酒精(ρ酒精=0.8×10千克/米),求: ①A容器中水的体积V水; ②B容器中酒精对容器底部的压强p酒精;
﹣32
③将两个底面积为2.5×10米、完全相同的实心铜质圆柱体分别放入A、B容器底部,要求:当圆柱体高度h为一定值时,容器内的液体对各自底部的压强大小相等(即p水′=p酒精′).计算出圆柱体高度的可能值.
﹣3
2
28.(2014?普陀区二模)如图,水平地面上足够深的轻质圆柱形容器中放有质量为2.1千克,密度为0.75×10千克/3
米的圆柱形木块,木块、容器的底面积分别为3S、8S. ①求圆柱形木块的体积V木. ②在容器中加入水,当水深为0.01米,求水对容器底部的压强p. ③继续往容器中加水,当木块对容器底部的压力恰好为0时,求容器对桌面的压力F.
3
2014年九年级物理一模、二模压强计算题
参考答案与试题解析
1.水平桌面上放置一轻质圆筒,筒内装有0.2米深的某液体,如图(a)所示.弹簧测力计悬挂底面积为10米、高为0.1米的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如(b)所示.圆筒的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,圆柱体不碰到筒底.
﹣2
2
①若F1=9.8牛,F2=1.96牛,求圆柱体浸没时所受浮力F浮;筒内液体的密度ρ液. ②圆柱体未浸入时筒底受到的液体压强p液. ③若轻质圆筒的底面积为2S,筒内液体深度为2h,液体密度为ρ,圆柱体底面积为S、高为h,求圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强p桌.(用字母表示) 考点: 浮力大小的计算;压强的大小及其计算;液体的压强的计算. 专题: 计算题;压强和浮力. 分析: ①根据图象分析出物体的重力和完全浸没时的拉力,根据公式F浮=G﹣F计算出浮力的大小; 根据F浮=ρ液gV排的变形公式ρ液=②已知深度利用p=ρ液gh求液体压强; 计算出液体的密度; ③判断出此时轻质圆筒对桌面的压力,等于圆筒内水的总重加浮力,根据公式p=计算出压强; 也可将圆柱体、轻质圆筒、水看做一个整体进行受力分析. 解答: 解:①由图象知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=F1=9.8N; 当深度为h时,测力计的示数不变,说明圆柱体完全浸没;F2=1.96N, 所以F浮=F1﹣F2=9.8N﹣1.96N=7.84N; ﹣23﹣33物体排开液体的体积V排=V物=10m×0.1m=1×10m 由F浮=ρ液gV排得, ρ液===0.8×10kg/m 33②圆柱体未浸入时h液=0.2m, 33筒底受到的液体压强p液=ρ液gh液=0.8×10kg/m×9.8N/kg×0.2m=1568Pa; ③液体的质量m液=ρV液=ρ2S×2h=4ρSh, G液=m液g=4ρShg, 圆柱体浸没时,F浮=ρ液gV排=ρgSh, 所以,对桌面的压力F桌=G液+F浮=4ρShg+ρgSh=5ρgSh, ∴压强p桌===2.5ρgh.
答:①圆柱体浸没时所受浮力F浮=7.84N;筒内液体的密度ρ液=0.8×10kg/m; ②圆柱体未浸入时筒底受到的液体压强p液=1568Pa; ③圆筒对桌面的压强p桌=2.5ρgh. 点评: 此题是一道有关浮力知识的计算题,同时涉及到了有关固体压强和密度的计算,能够通过图象确定物体的重力和浸没时的浮力是解决此题的关键,③问中关键能分析出压力大小,这是此题的难点. 二.解答题(共27小题)
3
2.(2014?杨浦区一模)如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛满质量均为m的水和酒精,(ρ=0.8×10
3
千克/米)
(1)若乙容器中酒精的质量为3.2千克,求酒精的体积V酒精. (2)求乙容器中0.1米深处酒精的压强P酒精.
(3)若将质量为m的冰块(ρ冰=0.9×10千克/米)分别放在容器中后,两容器对水平地面的压强相等,求两容器的底面积S甲和S乙的比值.
3
3
33
考点: 密度公式的应用;液体的压强的计算;液体压强计算公式的应用. 专题: 密度及其应用;压强、液体的压强. 分析: (1)已知酒精的质量,根据密度公式可求酒精的体积; (2)已知酒精的深度,根据公式p=ρgh可求乙容器中0.1米深处酒精的压强; (3)首先明确冰的密度大于酒精的密度而小于水的密度,因此冰块分别放在两容器中后,在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,又因为两容器液体分别盛满,所以当冰块分别放在两容器中后都溢出,甲溢出体积可由浮力公式计算,乙溢出体积,因为冰密度大于酒精的密度,沉下去所以就是冰块体积,得出总质量之后列出等式即可求得结论. 解答: 解:(1)已知m酒精=3.2kg,根据ρ=得: V酒精===4×10m; ﹣33(2)已知:h乙=0.1m, 33p乙=ρ酒精gh乙=0.8×10kg/m×9.8N/kg×0.1m=784Pa; (3)∵冰小于水的密度,因此冰块放在甲容器中漂浮, ∴F浮=G冰, ∴ρ水gV排甲=ρ冰gV冰, ∴V排甲=, ∴甲放入后的总质量m甲=m+m﹣m甲溢出=m甲=m+m﹣ρ水×∵冰密度大于酒精的密度, ∴在乙容器中沉底, =m,
∴V排乙=, 乙放入后的总质量m乙=m+m﹣m乙溢出=m+m﹣ρ酒×∵两容器对水平地面的压强相等, ∴=, =m﹣m=m, ∴=, ∴=, ∴==. ﹣3答:(1)酒精的体积V酒精为4×10m; (2)乙容器中0.1米深处酒精的压强P酒精为784Pa; (3)两容器的底面积S甲和S乙的比值为18:19. 点评: 本题为力学综合题,考查了学生对密度公式、压强定义式、液体压强公式、重力公式的掌握和运用,特别是第三问,比较复杂,要进行细心的公式推导,特别容易出错!属于难题. 3.(2014?浦东新区一模)如图所示的甲、乙两个实心正方体分别放在水平地面上. ①若甲的质量为1千克,求物体甲的密度ρ甲; ②若乙的质量为2千克,求物体乙对地面的压强p乙; 方案 设计的方法 A 加在两物体上的力方向都向下 B 加在两物体上的力方向都向上 C 甲物体上的力方向向上,乙物体上的力方向向下 D 甲物体上的力方向向下,乙物体上的力方向向上 ③若甲、乙的质量分别是m、2m,底面积分别是S、nS(n>2),要使两个正方体对水平地面的压强相等,可同时在两个正方体上表面施加一个竖直方向、大小相等的力F.某同学分别设计了如右表所示的四种方案. 选择:方案 B、C 的设计是可行的;且方案 C 的力F最小; 求出:可行的方案中的最小力F小.
3
考点: 密度的计算;压强的大小及其计算. 专题: 密度及其应用;压强、液体的压强. 分析: ①已知物体的边长,可求得其体积,再利用ρ=可求得其密度. ②物体乙对地面的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,再根据压强公式求出物体乙对地面的压强; ③压强与压力和受力面积有关,所以本题需要先求出甲、乙两物块的底面积.根据甲、乙的质量相等可得出