压强和浮力计算
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压强和浮力计算
一、压强部分
(一)、压强的基本计算(直接代入公式)
1、(09江苏)置于水平地面上的石柱,高为0.4m,横截面积为0.15m
2
,
质量为150kg.求:(1)
石柱的重力;(g取10Nkg)
(2)石柱的密度;
(3)石柱对水平地面的压强.
答案:
2、(6分)一个体重为500N的同学骑自行车上学,在水平路面上以4ms的速度匀速行驶.
有关数
据如右表所示.
200N
自行车净重
(1)在行驶过程中,车对地面的压强是
-
行驶过程轮胎与地面接触总面积
1×10
2
m
2
多大?
匀速行驶过程中的总阻力
车轮直径
轮胎承受的最大压强
(2)该同学骑车沿直线匀速行驶10min做了多少功?
答案:
30N
0.61m
1.2×10
5
Pa
1、解:⑴
⑵t=600s S=vt=4ms
×600s=2400m
W=Fs=30N×2400m=7.2×10
4
J
3、(08江苏南京)今年5月12 日的汶川大地震,牵动了亿万中国人的心.在震后的救灾工作中,
科学的搜救方法非常重要.有一种被称为“气垫”的工具发挥了很大的作用,这种气垫比枕头大不了多少,表面还有防滑网纹,没充气时瘪瘪的,只要有5 cm的缝隙就能把它塞进去.
(1)气垫的表面有防滑网纹,这是为了增大摩擦还是减小摩擦?
(2)某次搜救过程中,用
气瓶把气垫里面的气压加到8个大气压时,“气鼓鼓”的垫子顶起了楼板,此时
气垫和楼板的接触面积为
1250cm
2
,则气垫对楼板的作用力是多大?(取1个大气压为l×l0
5
Pa)
1
(二)、受力面积的考察
站立问题(单双脚着地)
1、(09贵州安顺).如图所示,小华在滑冰场上快速滑行,在10s内滑行80m
,她和冰刀的总质量
为40kg,已知每只冰刀与冰面的接触面积为15cm
2
。问:
(1)小华受到的重力是多大?
(2)小华滑行的平均速度是多大?
(3)小华在
单脚滑行时对冰面的压强是多大?当小华双脚站立时,她对冰面的压强怎样变化,简
要说明理由。
答案:解:(1)小华受到的重力G = mg = 40×10 = 400(N)
(2)小华滑行的平均速度
v
S80
= 8(ms)
t10
(3)小华在单脚滑行时对冰面的压力F = G = 400N
她单脚滑行时对冰面的压强
P
F400
2.6710
5
(P
a)
4
S1510
当小华双脚站立时,她对冰面的压强减小。因为双脚站立时,
在压力不变,脚与冰
面的接触面积增大。
二、液体压强的计算
1、(09四川自贡).在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01m,它对桌面的压强为200
Pa。
(1)求玻璃杯的重力大小。
(2)在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为
900Pa,求水
的深度;并通过计算推测出玻璃杯的大致形状是右图中a、b、c
的哪一种?
(水的密度为,取g=10Nkg,杯壁的厚度可忽略)
2
F
2
得:玻璃杯的重力:G=F=PS=200Pa×0.01m=2N
S
900Pa
P
、
(2)由P.=ρgh得:水的深度h===0.
09m
ρg
10.10
3
kgm
3
10Nkg
答案:(1)由P=
假设杯壁是竖直的,装入1kg的水后杯中水的深度为:
H=
m
1kg
==0.1m
ρS
1.010
3
kgm
3
0.01m
2
因为H>h,所以水杯是底小.口大,大致
形状是图a
2、(09成都)发生在山区的大地震,往往会形成很多的堰塞湖,这
些堰塞湖随时有溃堤的可能,严
重的威胁着下游群众的生命安全。若某堰塞湖湖堤底部的水深已达到55
m,水的密度为1.0×l0
3
kgm
3
,g取10 Nkg。
(1)求上述情况下湖堤底部受到的水的压强。
(2)假设该湖堤底部和湖堤各部分能承受的水的最大压强都是6 ×10
5
Pa,那么,最多还能允许水
面上升多少米?
答案:
2
3、小明放学回家,看见水平茶几的中央放着一个盛有水的平底玻
璃杯,如图所示,于是他利用家
中的皮尺测得水深12cm,粗略测出玻璃杯的底面积为2×10
-3
m
2
;又估测出水和杯子的总质量约为
0.4kg;并提出了下列问题
,请你同他一起解答这些问题。(g=10N kg)
(1)水和杯子的总重力。
(2)水对杯底的压强;
(3)杯子对水平茶几的压强。
4、(8分)某电梯公寓楼高约40m,完成此建筑物需要浇制钢筋混凝土1×1
0
4
m
3
,还需要
使用其他建筑材料3.5×10
4t,混凝土密度为2.5×10
3
kgm
3
,取g=10Nkg。求:
(1)已知自来水密度为1×10
3
kgm
3
,若要从地面向楼顶提
供自来水,加压设备至少需
给水施加多大的压强?
(2)若每天要把120m
3
的水从地面送到楼顶,每天至少应对水做多少功? (3)测量表明,该楼的地基所承受的压强不得超过1.2×10
6
Pa,若房基与地面的
接触面
积为1×10
3
m
2
,则此大楼另外添加的装饰材料、各种
设备等物资及进入大楼的人员
的总质量不得超过多少?
答案、(8分)解:(1)
p
gh110
3
kgm
3
10Nkg40m
410
5
Ph
(2)
WG
水
h
水
Vgh110
3
kgm
3
120m
3
10Nkg40m4.810
7
J
(3)设混凝
土、其它建筑材料和其余部分的质量分别为m
1
、m
2
和m
3
,总重量为G
m
1
V2.510<
br>3
kgm
3
110
4
m
3
2.51
0
7
kg
m
2
3.51010kg3.510kg
437
当m
3
最大时,G最大,大楼对地基的压力F最大,地基承受的压强达到最大值
3
FG
SS
GpS1.210
6
Pa110
3
m
2
1.210
9
N
G(m
1
m
2
m
3
)g
p
m
3
G
m
1
m
2
g
2.510
7
kg3.510
7
kg
1.210
9
N
10Nkg
610
7
kg610
4
t
三、浮力的计算
1、(09山东临沂)在研究物体的浮沉条件实验中,张聪同学将鸡蛋放入装
有密度为1.1×10
3
kgm
3
盐水的量筒中,如图所示,鸡蛋恰好能处于
静止状态,测得鸡蛋排开盐水的体积是5
×10
3
m
3
(g=10N
kg)
(1)该鸡蛋的重力是多少?
(2)请说出使鸡蛋下沉的可行方案
答案:
解:(1)鸡蛋受到的浮力是F
浮
=ρ
液
gV
排
=
1.1×10
3
kgm
3
×10Nkg×5×10
-5
m<
br>3
=0.55N
鸡蛋处于悬浮状态, 鸡蛋的重力式G=
F
浮
=0.55N
(2)向量筒内加水并搅拌,直到鸡蛋下沉
2、(09温州)2008年12月,中国海军编队从海南省三亚市出发,到印度洋索马里海域进行护航。
(1)索马里海域高温高湿,蔬菜容易腐烂。请你说出一种蔬菜保鲜的方
法:
。
(2)如果商船需要帮助,商船可利用通讯设备发射 波与军舰取得
联系。
(3)参加护航的“武汉号”是我军编队中一艘现代化的军舰,军舰满载
时重7.5×10<
br>7
牛,则满载时军舰排开海水的体积为多少米
3
?(海水的密
度ρ=1
.0
3
X10
3
千克/米
3
,g取10牛/千克)(计算结
果保留两位小数)
4
3、图象读浮力 由浮力解决体积(08巴中)用一
弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好
与水面接触(未浸入水)如图16甲,然后将其逐渐浸
入水中,如图16乙是弹簧测力计示数随圓柱体逐
渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg
)
(1)圆柱体受的最大浮力
(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强
(3)圆柱体的密度
答案:0.6N,1200Pa,3300Kgm3
四、压强和浮力的综合
1、
一边长为10cm 的正方体石蜡块,质量是900g。求:,
⑴.石蜡块的密度;
⑵.将石蜡块放在水平桌面中央,桌面受到的压强(g
取10Nkg);
⑶.将石蜡块浸没在酒精中,石蜡块受到的浮力(
酒精
=
0.8×10
3
kgm
3
)。
-
答案、解:⑴石蜡块的质量m = 900g = 0.9kg 体积V =
(0.1)
3
m
3
=
10
3
m
3
„„„„„„„„①
石蜡块的密度
石蜡
=
kg
m
0.9
=
=
0.9×10
3
kgm
3
„„„„„„„„„„②
3
3
V
m
10
-
⑵桌面的受力面积S =
(0.1)
2
m
2
=10
2
m
2
桌面受到的压力F = G = mg
= 0.9kg×10Nkg =
9N„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„③
桌面受到的压强p
=
F
9
=
N
=
900Pa„„„„„„„„„„„„„„„④
2
2
S
m
10
⑶ F
浮
=
G
排
=
酒精
Vg
„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„⑤
= 0.8×10
3
kg
m
3
×10
-3
m
3
×10Nkg =
8N„„„„„„„„„„„„„„⑥
评分标准:①②③④⑤⑥式各1分,共6分。
2、(08山东威海)在抗震救灾中,某舟桥部队利用冲锋舟为灾区开辟了水上生命线(如图20所示),<
br>人们乘坐的冲锋舟满载时排开水的体积是1.5m
3
,冲锋舟自重为0.6×10
4
N,假设每人的平均质量为
60Kg。求:
(1)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(2)为保证安全,这条冲锋舟最多能承载多少人?
(3)冲锋舟底部0.5m深处所受水的压强多大?
(水的密度为1×103Kgm
3
,g=19NKg)
5
p>
3、(09重庆)为了响应“健康重庆”的号召,小林和爸爸周末到郊外去钓鱼,他在亲近大
自然的同
时还观察到爸爸在钓鱼前要“试漂”来确定铅坠(铅坠由合金制成)的大小,尽量使“浮标”更
灵敏(如
图17甲所示),图17乙是浮标和铅坠的位置示意图。若球形浮标的体积为15cm,铅坠的
密度为11
g/cm
3
。(取水的密度ρ
水
=1.0×10
3
kgm
3
,g=10Nkg)
(1)若铅坠在水面下1.2m处,它受到水的压强是多大?
2
(2)有经验的钓鱼者会使浮标体积的 浸入水中,此时浮标受到的浮力是多大?
3
(3)小林看见爸爸有一种体积为0.5 cm
3
的铅坠,如果使用这种铅坠,浮标静止时浸入
水中的体积
有多大?(铅坠未接触池底,不计浮标的质量,不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积及质量)
解:
(
(2)浮标有三分之二的体积浸入水中时:
浮标浸入水中的体积:
(3)铅坠的质量:
铅坠受到的重力:G=mg=0.0055 kg×l0N/kg=0.055 N
由于铅坠未接触池底,浮标和铅坠静止时受到的浮力
根据阿基米德原理,此时排开水的体积
浮标浸入水中的体积
(09威海)30.小明同学注意到新闻节目中经常报道国际原油价格涨至多少美元一
6