資源簡介

(共19張PPT)
第一部分　教材知識整合
微專題4　　壓強、浮力的綜合計算
二、出水、入水類
一階 要點技巧·建模型
二階 解題步驟·破模型
三階 經典試題·練模型
入水模型分析(ρ物＞ρ水)
要點技巧·建模型
一階
過程 物體受力分析 力的關系 F浮 液面上升高度
過程一 G＝F拉 0 0
過程二 G＝F拉＋F浮 F浮＝ρ水gS物h浸
過程 物體受 力分析 力的關系 F浮 液面上升高度
過程三 G＝F拉＋F浮 F浮＝ρ水gS物h物
過程四 G＝F支＋F浮 F浮＝ρ水gS物h物
　注：出水過程為入水過程的逆過程，從過程四→過程三→過程二→過程一，逐步分析計算即可。
(繩模型)如圖甲所示，喜歡動手動腦的小鹿同學在彈簧測力計下端用輕質細線系著底面積為40 cm2的實心圓柱體，圓柱體浸沒在水中，不與容器壁、容器底接觸，現將其以1 cm/s的速度勻速拉出水面，彈簧測力計的示數F隨圓柱體上升時間t的變化關系如圖乙。不計圓柱體表面所沾水和細線的體積，圓柱體的密度為________kg/m3；圓柱體上表面剛露出水面時，下表面受到水的壓強為_______Pa。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
解題步驟·破模型
二階
例
4×103
1 250
請同學們將答案填寫在橫線上。
(1)當上升時間大于20 s時，圓柱體在水面之上，圓柱體的重力為____N。
(2)在0～10 s，圓柱體一直浸沒在水中，受到的浮力為___N。
(3)由阿基米德原理得，圓柱體的體積為__________m3，進而求得圓柱體的密度為________kg/m3。
(4)由體積公式可得，圓柱體的高度為_______m，根據p＝ρgh可得，圓柱體上表面剛露出水面時，下表面受到水的壓強為_______Pa。
思路引導
20
5
5×10－4
4×103
0.125
1 250
1．(2023·重慶B卷13題2分)小天做物理小實驗，先向質量為300 g的薄壁柱形容器中倒入深度為1 cm的水，放在水平放置的電子秤上，穩定后示數如圖甲；然后用細線吊著密度為0.6 g/cm3、不吸水的立方體木塊，豎直向下緩慢浸入水中，松開手待木塊靜止后，電子秤示數穩定后如圖乙，此時木塊對容器底部壓強為_____Pa；接著小天拉著細線，將木塊豎直向上提升_____cm，容器對電子秤的壓強變化量與木塊底部所受水的壓強變化量之差為120 Pa。(不計細線質量和體積，忽略附在木塊
表面水的影響，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
經典試題·練模型
三階
300
0.8
提升之前：F壓＝G容＋G水＋G木。
提升之后：F壓＝G容＋G水＋G木－F拉。
思路梳理
2．(2022·重慶B卷20題8分)(升降臺)為進行浮力的相關實驗，小濤將力傳感器固定在鐵架臺上，底面積為40 cm2的實心均勻圓柱體A通過輕質細線與力傳感器相連，力傳感器可測量細線拉力的大小。重3 N底面積100 cm2的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降臺上，裝有23 cm深的水，如圖甲所示。從某時刻開始讓升降臺上升使A逐漸浸入水中，力傳感器所測力的大小與升降臺上升高度h的關系如圖乙所示。當升降臺上升高度為8 cm 時，水對A下表面的壓強為500 Pa。不計細線的伸縮，A始終保持豎直，且不吸水。
完成下列問題：(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
(1)求A的質量。
解：圓柱體A浸入水中之前，細線拉力大小即為圓柱體A的重力大小，由題圖乙可知GA＝12 N，
由G＝mg可知，圓柱體A的質量
(2)求圖乙中F1的大小。
解：當升降臺上升高度為8 cm時，水對圓柱體A下表面的壓強為500 Pa，由p＝ 可知，圓柱體A下表面受到水的壓力(即浮力)
F浮＝pSA＝500 Pa×40×10－4 m2＝2 N，
對圓柱體A進行受力分析，此時圓柱體A受到重力GA、細線的拉力F1和水對其豎直向上的浮力F浮，圓柱體A在三個力的作用下保持平衡，所以細線的拉力F1＝GA－F浮＝12 N－2 N＝10 N。
(3)當A浸沒在水中后剪斷細線，升降臺和A都靜止時，求溢水杯對升降臺的壓強。
解：由題圖乙可知，當升降臺上升高度為8 cm時，溢水杯中水面剛好上升到溢水口，由p＝ρgh可知，此時圓柱體A下表面浸入水中的深度
原來溢水杯中水的體積
V＝S杯h＝100 cm2×23 cm＝2 300 cm3，
假設此時圓柱體A下表面距杯底的距離為h2，則
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，
由題圖乙可知，當升降臺上升高度為18 cm時，圓柱體A剛好浸沒，則圓柱體A的高度
hA＝5 cm＋(18 cm－8 cm)＝15 cm，
當圓柱體A浸沒入水中后剪斷細線，升降臺和圓柱體A都靜止時，圓柱體A沉底，則溢水杯中剩余水的體積V′＝S杯h′－SAhA＝100 cm2×25 cm－40 cm2×15 cm＝1 900 cm3，
由ρ＝ 可知，溢水杯中剩余水的質量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圓柱體A的總重力
G總＝G杯＋G水＋GA＝3 N＋19 N＋12 N＝34 N，

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