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上海中考物理压轴题大剖析专题:07 压强计算题(5)第五部分 在薄壁柱形容器里加物体,判断物体浸没、漂浮、悬浮、下沉等(原卷版和解析版)

ID:145291 2021年05月28日 资料纠错 有奖上传 收藏
【内容简介】推导过程:如图1 所示,柱体甲的重力为G甲、体积为V、密度为甲;现把物块甲竖直放入薄壁柱形容器乙内的水中,乙的底面积为S乙。  【解析】(1)水无溢出时:水对容器底部压强的增加量为  ∆p水=水g ∆h =水g(V排/S乙)= F浮/S乙容器对水平面压强的增加量为  ∆p容=G甲/ S乙若 ①∆p水=∆p容  则F浮=G甲  结论:物体一定漂浮或悬浮;若 ②∆p水<∆p容 则F浮<G甲  结论:物体一定下沉。(2)若有水溢出时:水对容器底部压强的增加量为  ∆p水=水g ∆h =水g(V排- V溢)/S乙 容器对水平面压强的增加量为  ∆p容=(G甲- G溢)/S乙=甲g(V甲- 水g V溢)/S乙 若①∆p水=∆p容  则 水g(V排- V溢)/S乙=甲g(V甲- 水g V溢)/S乙水gV排=甲g V甲即F浮=G物  结论:物体一定漂浮或悬浮;若②∆p水<∆p容  则 水g(V排- V溢)/S乙<甲g(V甲- 水g V溢)/S乙水gV排<甲g V甲即F浮<G甲  结论:物体一定下沉。综合以上分析可得出结论:物体浸入薄壁柱形容器中,无论液体是否溢出,若∆p水=∆p容,则物体一定漂浮或悬浮;若∆p水<∆p容,物体一定下沉。  【例题1】(2020年奉贤一模)如图13所示,圆柱形木块甲与薄壁圆柱形容器乙放置于水平桌面上,已知木块甲的密度为0.6×103千克/米3,高为0.3米、底面积为2×102米2的乙容器内盛有0.2米深的水。求:(1)水对容器底部的压强p水。 (2)乙容器中水的质量m乙。(3)若木块甲足够高,在其上方沿水平方向切去Δh的高度,并将切去部分竖直放入容器乙内。请计算容器对桌面的压强增加量Δp容与水对容器底部的压强增加量Δp水相等时Δh的最大值。【答案】(1)1960帕;(2)4千克;(3)0.5米。【解析】 (1) p水=水gh水=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.2米=1960帕(2) m水=水V水=1.0×103千克/米3×0.2米×2×10-2米2=4千克(3)   方法一: ∵  ∆p水=∆p地   ∴  F浮=G物    即 水gV排=甲g ∆hS甲方法二:  ∆p水=∆p地水g(V排- V溢)/S乙=甲g ∆hS甲-水g V溢/S乙水gV排-水g V溢=甲g ∆hS甲-水g V溢水gV排=甲g ∆hS甲∵当V排最大时,∆h最大,V排最大=hS甲(见下图)可以理解为:对于切去部分,同时满足两个条件:一是受到的浮力最大(排开水的体积最大,下图蓝色部分),二是一定要漂浮。

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