專題五   有關(guān)密度、壓強及浮力的計算

一、復(fù)習(xí)目標(biāo)

(1)熟記密度壓強浮力的計算公式

(2)學(xué)會有關(guān)密度、壓強及浮力的計算題的解題方法

二、知識儲備

1、密度的計算公式ρ=          變形公式m=        v=        

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2、壓強的計算公式p=        (適用于所有壓強)  p=        (適用于液體壓強和密度均勻的柱體對水平面的壓強)

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3、計算浮力的公式有:(1)F = G       (適用于知道液體密度和能知道排開液體的體積時)(2)F      (適用于知道物重和彈簧測力計的示數(shù)時,探究實驗中用得較多) (3)F       (適用于漂浮和懸浮的物體)(4)F         (適用于知道壓力的題目中)

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三、典例解析                                                                                                                                               

1、有關(guān)密度的計算

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例1、一個容器裝滿水,總質(zhì)量為65克,將30克的沙子投入容器中,有水溢出,此時容器及水、沙子的總質(zhì)量為83克,求沙的密度?

 

 

 

 

 

 

針對性練習(xí):

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1、質(zhì)量0.9千克的水結(jié)成冰后,體積增大了0.1升,求:(1)冰的質(zhì)量是多少?(2)冰的密度是多少?

 

 

 

 

 

 

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2、純酒精的密度是0.8×103 Kg/m3 ,某工廠生產(chǎn)的酒精要求含水量不超過10%,用抽測密度的方法來檢驗,則合格產(chǎn)品的密度應(yīng)在什么范圍之內(nèi)?

 

 

 

 

 

 

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2、有關(guān)壓強的計算

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例2、如圖1所示,一梯形截面容器重10N,容器底面積是200cm2 , 倒入4 Kg水的高度是30cm。(g=10N/Kg )求:(1)容器底所受水的壓強(2)容器底所受水的壓力(3)容器對桌面的壓強                                                               

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針對性練習(xí):

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1、通常情況下,物體壓在同樣的泥地上,如果壓強相同則壓痕深度相同。野生動物調(diào)查員在泥地上發(fā)現(xiàn)黑熊剛留下的足印,為了估算黑熊的質(zhì)量,他把底面積為10 cm2  的容器放在足印旁邊的泥地上,再慢慢往容器中倒沙子,直到泥地上出現(xiàn)和黑熊足印相同的痕跡,測出此時裝了沙子的容器總質(zhì)量為1.25Kg,g=10N/Kg ,求:(1)裝了沙的容器對泥地的壓強(2)量出黑熊與地接觸的足印痕總面積共800cm2,估算黑熊的質(zhì)量有多大?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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2、在日常生活中,為了提高烹煮食物的溫度,縮短烹煮的時間,人們利用水的沸點隨氣壓的升高而升高的性質(zhì)制造出了高壓鍋。某種規(guī)格的高壓鍋出氣口的直徑為3.2mm,計算出它的面積為8mm2 ,要使鍋內(nèi)氣壓達(dá)到2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,請計算該高壓鍋應(yīng)配的限壓閥的質(zhì)量為多少克?(外界氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓取105 Pa,g=10N/Kg )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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3、有關(guān)浮力的計算

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例3、將重為4.5N,體積為0.5dm3的銅球浸沒在水中后放手,銅球靜止后受到的浮力為多少?

 

 

 

 

 

針對性練習(xí):

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1、如圖2所示的是棱長為0.1m的立方體鋁塊,它的每個正方形表面的面積是(  )m2 ,如果它下表面受到水向上的壓力是20N,下表面受到水的壓強是(  )Pa,上表面受到水的壓強是(   )Pa,上表面受到水向下的壓力是(  )N,鋁塊受到水的浮力是(   )N 。(g=10N/Kg)

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2、用手將一重為6N的物體全部壓入水中,物體排開的水重為10N,此時物體受到的浮力為          N;放手后物體將            (填“上浮”、“下沉”或“懸浮”),待物體靜止時所受浮力為            N。

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3、古人稱黃河水是“一石水,六斗泥”。創(chuàng)意中學(xué)綜合實踐小組從黃河中取了2×10-3m3的水,稱得質(zhì)量為2.2kg,由此可知含泥沙的黃河水的密度為      kg/m3。一條貨船在黃河中航行時,浸在水中的體積是30m3。船受到的浮力為       N。在碼頭將貨物卸下后,河水對船底壓強大小的變化情況是           (本題g取10 N/kg)。

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4、密度、壓強及浮力的綜合計算

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例4、質(zhì)量為1.5kg的木塊,漂浮在水面上,有2/5的體積露出水面則木塊所受的浮力為多少?木塊的密度為多少?

 

 

 

 

 

 

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例5、(廈門市2006)在彈簧測力計下掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖17所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖像。求:

(1)分析圖像可知,圓柱體重力是________N;

(2)圓柱體浸沒在水中時,受到的浮力是______N;

(3)圓柱體的體積是_________m3;

(4)圓柱體的密度是_________kg/m3;

(5)分析圖像BC段,可得結(jié)論:物體浸沒液體

之前,浸入液體的深度越深,受到的浮力越________(選填“大”或“小”);

(6)分析圖像CD段,可得結(jié)論:__________________________________________。

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例6.一個重為10N的實心合金球,浸沒在水中時,排開了4N的水,則合金球受到水的浮力是多少?若將它放入酒精中靜止時,合金球受到的浮力是多少?若將它放入水銀中靜止時,合金球受到的浮力是多少?(酒精的密度是0.8×103 Kg/m3 水銀的密度是13.6×103 Kg/m3 g=10N/Kg )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

針對性練習(xí):

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1、(黃岡市2006)在南極考察中使用的海洋破冰船,針對不同的冰層有不同的破冰方法。其中一種破冰方法是:接觸冰面前,船全速航行,船體大部分沖上冰面,就可以把冰壓碎。

(1)當(dāng)破冰船航行于海面時,它的排水體積約為1500m3,求船自身的重力。

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(2)在一次破冰行動中,當(dāng)船沖到冰面上時,船的排水體積變?yōu)樵瓉淼娜种,船與冰層接觸面積為5m2,此時破冰船對冰層的壓強是多少?(海水的密度取1.0×103kg/m3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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四、達(dá)標(biāo)檢測

1、(連云港市2006)李靜同學(xué)進(jìn)行了如圖所示的實驗:她先測量出容器中水深為20cm,然后將一掛在彈簧測力計下的長方體物塊緩慢地浸入水中(完全浸沒時水不會溢出)。實驗過程中,她記下彈簧測力計的示數(shù)F,并測量出對應(yīng)情況下容器中水的深度h,實驗數(shù)據(jù)如下表:

實驗次數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

8

F/N

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1.5

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1.4

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1.3

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1.2

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1.1

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1.0

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1.0

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1.0

h/cm

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20.0

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20.5

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21.0

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21.5

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22.0

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22.5

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22.5

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22.5

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g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3

⑴在物塊未浸入水中時,水對容器底部的壓強為多少?

⑵在物塊完全浸入水中時,其受到的浮力為多大?

⑶分析表中數(shù)據(jù)變化規(guī)律,你能得到什么結(jié)論?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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2、(2005江蘇南通)如圖所示,放在水平桌面上的圓柱形容器重4N,底面積為100 cm2 ,彈簧測力計的掛鉤上掛著重為10N的物體,現(xiàn)將物體浸沒水中,容器的水面由16cm上升到20cm (g取10N/kg)求:(1)物塊放入水中前,容器底受到水的壓強是多少?(2)物塊的密度是多少?(3)物塊受到的浮力(4)物塊浸沒水中后容器對桌面的壓強。

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3、(2006玉林市)我們來對物體浮沉現(xiàn)象進(jìn)行探究把一截圓柱體蠟燭豎直放入水中,發(fā)現(xiàn)蠟燭漂浮在水面上(如圖19所示).

(1)若要使蠟燭處于懸浮狀態(tài),應(yīng)該加入適量的食鹽還是加入適量的酒精?請說明理由.

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(2)蠟燭漂浮在水中時,測得露出水面的體積為總體積的1/10,求蠟燭的密度是多大

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4(2006眉山)木塊A的體積為500 cm3,質(zhì)量為300g,用細(xì)線拉著浸沒于盛水的圓柱形容器中,容器的底面積為100 cm2,容器內(nèi)水面高度為30 cm,如圖所示,求:(1)物體受到的浮力;(2)水對容器底的壓強;(3)繩子的拉力T;(4)若剪斷繩子后,木塊靜止時,水對容器底的壓強。(g取10N/kg)

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三、1、例1:2.5×103kg/m3   針對性練習(xí):1:0.9Kg   0.9×103kg/m3  2:0.8×103kg/m3 至   0.816×103kg/m3 之間

2、例2:(1)3×103 Pa (2)60N(3)2.5×103 Pa   針對性練習(xí):1:(1)1.25×104 Pa  (2) 100Kg  2:80g  

3、例3:4.5N  針對性練習(xí):1:0.01  2×103  103   10  10   2:10   上浮  6   3:1.1×103   3×105  變小 

4、例4:14.7N  600 kg/m3   例5:(1)12(2)4(3)8×10-4  (4)1.5×103  (5)大(6)浮力大小與物體的浸沒深度無關(guān)     例6:(1)0.01N(2)0.5×103kg/m3  (3)2×103kg/m3   針對性練習(xí):1:(1)2N(2)1/15m(3)2.5N   2:1500t   2×106 Pa

四、達(dá)標(biāo)檢測1:(1)2×103 Pa(2)0.5N(3)物體所受浮力大小隨排開液體體積的增大而增大

    2:(1)1.6×103 Pa(2)2.5×103kg/m3(3)4N(4)2.4×103 Pa

3:(1)加入適量酒精(2)0.9×103kg/m3 

4:(1)5N(2)3×103 Pa(3)2N(4)2.8×103 Pa

5:41.5cm

 


同步練習(xí)冊答案