上海市2020中考物理备考复习资料汇编专题05压强计算题(培优题)判断是否有液体溢出的方法(三)(含答案) 联系客服

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③若在乙上方沿水平方向切去一部分,并将切去部分竖直放在甲容器内,此时水对容器底部的压力等于乙剩余部分对地面的压力,求甲容器对地面压强的变化量Δp甲。

【解析】

① p水=ρ水gh=1.0×10千克/米×9.8牛/千克×0.2米=1960帕 ② ρ=m/V =8千克/(0.005米×0.8米)=2×10千克/米 ③ 水对容器底部的压力等于乙剩余部分对地面的压力F水 =F乙 因为F=PS 所以ρ水gh水S甲=ρ乙gh乙S乙

2

3

3

3

3

ρ水gh水2S乙=2ρ水gh乙S乙

h水=h乙 即水的深度等于乙剩余部分的高度

当(V水+V′乙)= V容 时(水刚好满)需要乙的高度

h′乙=(V容-V水)/S乙=(3×10-3米3-2×10-3米3)/0.005米2 = 0.2米

所以h甲=h乙=0.3米

V溢=(V乙浸-V上升)=0.3米×0.005米2-0.1米×0.01米2=5×10-4米3

△P甲=△F甲/ S甲=△G/S甲 =(G乙切 – G溢)/ S甲

=(5千克–10千克/米×5×10米)×9.8牛/千克/0.01米=4410Pa。

【答案】① 1960帕;②2×10千克/米;③4410Pa。

15.如图11所示,圆柱体甲的质量为3千克,高为0.2米,底面积为S。 ① 若甲的密度为2×10千克/米,求甲的体积V甲。

② 现有一底面积为2S、高度足够高的薄壁圆柱形容器乙放置在水平地面上,将甲竖直放入其中至容器底,并分别测出甲放入前后水对容器底部的压强p水,如下表所示。

3

33

3

3

3

-4

3

2

P水(帕) 放入物体前 p0 放入物体后 1.5p0 甲 0.2米

图11

乙 Ⅰ. 求甲放入后水深度的变化量?h水。 Ⅱ. 求p0的大小。

13

【解析】

① V甲=m甲/ρ甲=3千克/2×10千克/米=1.5×10?米 ②Ⅰ.设水原来的深度为h0,则水的体积V水=2sh0

假设将甲竖直放入其中至容器底,水面没有超出甲的顶部, 水深: h=V水/S水=2Sh0/S=2h0

则水的压强为 p水=ρ水gh=2 p0

而题目给的压强是p水=1.5 p0与假设矛盾,所以甲一定被浸没。 水升高的高度为:

?h水= V甲/2s=0.2米×s/2s=0.1米 Ⅱ. ?p水=ρ水g?h水

=1.0×10千克/米×9.8牛/千克×0.1米 =980帕 ?p水=1.5p0-p0=0.5 p0

3

3

3

3

3

3

p0=2 p水=1960帕

【答案】①1.5×10?米;②Ⅰ. 0.1米;Ⅱ. 1960帕。

16. 底面积为1?10?米的薄壁圆柱形容器A(容器足够高)放在水平地面上,里面盛有0.2米深的水,如图12所示。将一质量为6千克、底面积为5?10?米的实心圆柱体B竖直放入容器A中,待水静止后,上表面露出水面高度为0.1米,求:

A B 3

2

2

2

3

3

图12

(1)容器中水的质量m水; (2)金属圆柱体B的密度ρB。

【解析】①V=Sh=1?10?m×0.2m=2?10?m

22

3-3

m=ρ水V =1.0×10kg/m×2×10m

=2kg ② 若F浮B=GB

则 h浸B=F浮B/ρ水gSB=1.2m 3

3

-33

14

∵ h水最大= 0.4m ∴ 不成立

∴ B物体触底 hB= 0.5米

VB=SBhB=5?10?3m2×0.5米=2.5?10?3m3 ρB=mB/VB=6kg/2.5×10-3m3

=2.4×10kg/m

【答案】(1)2千克;(2)2.4×10kg/m 。

17.如图13所示,质量为0.5千克,底面积为2×10米的圆柱形薄壁容器至于水平地面中央,容器内放有一个边长为0.1米,质量为2.5千克的正方体物块A。

①求物块A的密度ρ物。 ②求容器对水平地面的压强p地。

③在容器中倒入3×10米的水,物块仍沉底且水未溢出,求水对物块顶部的压强p顶。

A 图13

﹣3

3

-2

2

3

3

3

3

【解析】

①正方体物块的体积:

V物=L3=(0.1米)3=10-3米3

物块的密度:

ρ物=m/V = 2.5千克/10-3米3 =2.5×103千克/米3

②容器对水平地面的压力:

F=G=(m容+m物)g=(0.5kg+2.5kg)×9.8N/kg=29.4N 容器对水平地面的压强:

P地=F/ S=29.4牛/2×10米=1470帕; ③容器内液体的深度:

h=(V水 + V物)/S=(3×10米+10米)/2×10米=0.2米 物块顶部所处的深度:

-3

3

-3

3

-2

2

-2

2

h顶=h-L=0.2米-0.1米=0.1米

水对物块顶部的压强:

p顶=ρ水gh顶=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa

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【答案】①2.5×10千克/米;②1470Pa;③980Pa。

44.(2018杨浦二模)如图14所示,轻质薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。甲的底面积为0.01

米(容器足够高),盛有0.2米深的水;圆柱体乙的底面积为0.005米、高为0.8米,密度为2×10

3

3

2

2

33

千克/米。

①求水对甲容器底的压强p水。 ②求乙的质量m乙。

乙 0.8米 0.2米 图14

③若在乙上方沿水平方向切去一部分,并将切去部分竖直放在甲容器内,使甲容器对地面的压力等于乙剩余部分对地面的压力,求甲容器底部受到水的压强变化量Δp甲。

【答案】

3

3

① p水= ρ水g h=1×10千克/米×9.8牛/千克×0.2米 =1960帕 ② m乙=ρ乙V乙=2×10千克/米×4×10?米=8千克 ③ F甲

3

3

3

3

=F乙

G乙

+ ?G乙

=G乙

-?G乙

m水

+ ?m=m乙

-?m乙

2千克+?m=8千克-?m?m?V?h∵h乙

=3千克

=?m乙

/ρ乙=1.5×10?米

33

=?V/S乙=0.3米 ?h乙

=?V乙

/S甲=0.15米

=0.35米>?h∴切下部分浸没

?p甲= ρ水g ?h水

=1×10千克/米×9.8牛/千克×0.15米 =1470帕

3

3

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