小专题培优5　压强、浮力综合分析计算 课件 2026年中考物理一轮专题复习（广西）

小专题培优5　压强、浮力综合分析计算一、入水、出水型(北部湾2020.30)入水过程分析(出水是入水逆过程，分析方法相同)1. 【入水型】用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中(水未溢出)，得到F与h的关系图像如图乙所示。(g取10 N/kg)(1)物体A重为 N；3　(2)浸没前，物体A逐渐浸入水中的过程中，水对容器底部的压强将 ⁠(选填“变大”“变小”或“不变”)；变大(3)浸没时，A受到水的浮力为 N，物体排开液体的体积为 ⁠m3，物体A的密度为 kg/m3；(4)从物体A的下表面刚接触到水面，到物体A刚好浸没的过程中，物体A下降的高度 (选填“大于”“小于”或“等于”)图乙中hA。方法突破 2　2×10－ 41.5×103　小于　2. 【出水型】如图甲所示，一个重为2.4 N、底面积为80 cm2的轻质圆柱形容器内装有适量的水，一底面积为60 cm2、高为10 cm的物体A用细绳提着放入水中刚好浸没，此时水深12 cm，将A向上提2 cm，如图乙所示，g取10 N/kg。(1)图甲中水对容器底的压强p水＝ Pa；1 200　(2)水的体积为V水＝ cm3，图甲中物体A受到的浮力F浮＝ N；360　6　(3)图甲中容器对水平地面的压力F＝ N；12　(4)图乙中，水面下降的深度Δh＝ cm，此时物体A排开水的体积VA＝ m3；(5)图乙中物体A受到的浮力FA＝ N；(6)图乙中容器对水平地面的压力F'＝ N，对地面的压强为p＝ Pa。方法突破 6　1.2×10－4　1.2　7.2　900　3. (2020北部湾22题)将一小球轻放入盛满酒精的大烧杯甲中，小球静止后，溢出酒精的质量是80 g，小球在酒精中受到的浮力为 N；将其轻放入未装满水、底面积为100 cm2的大烧杯乙中，静止后溢出水的质量是45 g，水对容器底部的压强增加了50 Pa，则乙杯中水面升高 cm；小球的密度是 kg/m3。(ρ酒精＝0.8×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)0.8　0.5　0.95×103　4. (2025重庆)小渝同学将重1 N、底面积200 cm2的薄壁圆柱形溢水杯B放在水平升降台上，如图所示，内装17 cm深的水，则溢水杯对升降台的压强为 Pa；溢水口到杯底的距离20 cm，将底面积100 cm2、高10 cm的圆柱体A悬挂于力传感器的挂钩上，示数为20 N。升降台缓慢上升至A刚好浸没，溢出水3.5 N，静置一段时间后，水面下降0.5 cm并保持不变，再将升降台降低2 cm(全过程A无水析出)。此时力传感器的示数为 N。(不考虑细线伸长、水的蒸发和A体积变化，g取10 N/kg)1 750　15.5　  5. 【入水型】(2025泸州)科创小组的同学设计了如图甲所示的力学综合实验装置。力传感器A上端固定在水平杆上，下端通过竖直轻杆与正方体E相连，水平升降台上放有溢水杯C和力传感器B，小桶D放在力传感器B上，溢水杯C中的水面刚好与溢水口齐平。水平升降台匀速上升，当t＝0时，正方体E刚好接触水面，之后排开的水全部流入小桶D中，力传感器B的示数FB随时间t变化的关系如图乙所示。已知g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3。第5题图(1)当力传感器B的示数FB＝5 N时，求正方体E受到的浮力；解：(1)小桶的重力G桶＝FB＝1 N，当FB1＝5 N时，排开水的重力G排＝FB1－G桶＝5 N－1 N＝4 N，即正方体E受到的浮力F浮＝G排＝4 N；(2)求升降台匀速上升的速度； (3)当t＝10 s时，力传感器A的示数FA＝2 N，求正方体E的密度。  6. 【出水型】如图甲所示，装有水的薄壁柱形容器放置在水平桌面上，拉力传感器拉着实心柱体重物A浸没在水中，重物上表面与水面相平，已知重物底面积为S，容器底面积为2S。拉力传感器拉着重物从图甲位置开始缓慢竖直上升，传感器所受拉力F随重物底部到容器底部距离h变化的关系图线如图乙，不计水的阻力，g取10 N/kg。求：(1)重物浸没在水中时所受浮力；解：由图乙可知，当重物A浸没在水中时，传感器所受的拉力F1＝3 N，重物A底部到容器底部的距离h1＝0.1 m，当A离开水面时，重物A底部到容器底部的距离h2＝0.3 m，所以重物A的重力G＝F2＝5 N，由称重法可知，重物A浸没在水中时受到的浮力F浮＝G－F1＝5 N－3 N＝2 N；(2)重物的密度；  (3)水对容器底部的最大压强。由图乙可知，A上升的高度h3＝h2－h1＝0.3 m－0.1 m＝0.2 m，设A的高度为hA，则ΔV水＝S容h3＝(S容－SA)hA，即2S×0.2 m＝(2S－S)hA，解得hA＝0.4 m，A浸没时水的深度h水最大，则h水＝hA＋h1＝0.4 m＋0.1 m＝0.5 m，则水对容器底部的最大压强p＝ρ水gh水＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m＝5×103 Pa。方法突破 二、注水、排水型(广西3年3考；北部湾2021.30)注液过程分析，物体密度小于液体密度(排液是注液逆过程，分析方法相同)7. 【注水型】如图所示，将底面积为50 cm2，容积为200 cm3的厚底薄壁圆柱形水杯放在底面积为100 cm2的圆柱形容器底部，圆柱形容器质量为0.1 kg。(g取10 N/kg)(1)缓慢向容器内注水，当水深为6 cm时，水杯刚好离开容器底，排开水的体积为 m3，则水杯的质量为 g，此时液体对容器底的压强为 Pa。3×10－4　300　600　(2)继续向容器中注水，当再次注入水的体积为200 cm3时，此时圆柱形容器中水的深度为 cm。(3)当容器内水的体积为9×10－4 m3时，此时圆柱形容器中水的深度为 cm，此时液体对容器底的压强为 Pa。(4)若此时停止注水，圆柱形容器对水平桌面的压强为 Pa。8　12　1 200　1.3×103　8. 【注水型】如图甲所示，在一个底面积为20 cm2圆柱形的容器内放入一个圆柱体铝块(铝块和容器底之间不密合)，铝块的横截面积为10 cm2，现以恒定的速度向容器内注水4 min将容器注满，容器内水的高度与注水时间的关系图像如图乙所示(g取10 N/kg)。(1)当注水2 min时，水位刚好与铝块上表面相平，从图乙中可知铝块的高度是 m，此时水对容器底的压强是 Pa；0.1　1 000　【解析】(1)由图乙可知，注水2 min时，容器内水深h1＝10 cm＝0.1 m，水位刚好与铝块上表面相平，可知铝块的高度是0.1 m；水刚好将铝块浸没，水对容器底的压强p＝ρ水gh1＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1 000 Pa；(2)0～2 min注入水的体积 (选填“大于”“小于”或“等于”)2～4 min注入水的体积；等于　【解析】 (2)由于以恒定的速度向容器内注水，故前、后2 min注入水的体积相等；(3)注满水时，水的总质量是 kg，水对容器底的压力为 N。0.2　3　【解析】 (3)由图乙可知，后2 min水升高的高度为0.05 m，水的总体积V水＝S容h总－S铝h1＝20×10－4 m2×(0.1 m＋0.05 m)－10×10－4 m2×0.1 m＝2×10－4 m3，则水的总质量m水＝ρ水V水＝1×103 kg/m3×2×10－4 m3＝0.2 kg；注满水后水的深度为15 cm，水对容器底的压强p'＝ρ水gh2＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m＝1 500 Pa，注满水时，水对容器底的压力F＝p'S＝1 500 Pa×20×10－4 m2＝3 N。9. 【排水型】如图甲所示，注满水的薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积S容＝100 cm2，质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住，悬挂于容器中。容器底有一阀门K，打开K以100 g/min的恒定速度向容器外缓慢排水，直至排完水为止，细绳的拉力大小与排水时间的关系如图乙所示。物块不吸水，忽略细绳体积、液体扰动等其他次要因素。g取10 N/kg。(1)物块的重力为 N，0～2 min排出水的体积为 cm3；(2)物块浸没时所受浮力为 N，物块的体积为 cm3；(3)圆柱体物块的高度为 cm，2～5 min液面降低的高度为 cm，圆柱体物块的底面积为 cm2；8.8　200　7　700　10　10　70　(4)当细绳的拉力为7.4 N时，容器底受到的压力为 N，容器底受到的压强是 Pa；方法突破 (5)当细绳的拉力为6 N时，物块所受浮力为 N，物块下表面受到水的压强是 Pa。6　600　2.8　400　10. 【注水型】(2025广西25题)某同学探究不同密度的物块在液体中的特点，如图所示，现有质地均匀，不吸水的正方体物块A和B，其质量分别为1 kg和0.6 kg、边长分别为0.05 m和0.1 m，以及内部边长为0.2 m的正方体玻璃容器。已知水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：(1)将物块A放置于玻璃容器底部中央，物块A对容器底部的压强； (2)往容器内缓慢注水，物块A不上浮，当水深为0.04 m时，水对容器底部的压强和注入水的体积；当水深为0.04 m时，水对容器底部的压强p水＝ρ水gh水＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m＝400 Pa，注入水的体积V水＝(S容－SA)h水＝(0.2 m×0.2 m－0.05 m×0.05 m)×0.04 m＝0.001 5 m3＝1 500 cm3；方法突破 (3)接着把物块B放在物块A的正上方，再将质量为5.615 kg的水缓慢注入容器。在此过程中，水对物块B所做的功。分步突破①求B漂浮时浸入水中的深度；②容器中最终水的深度h；③此过程中，水对物块B所做的功。  11. 【注水型】(2025南宁二中二模改编)如图所示为某环保科技公司研发的一款模块化净水浮筒(密度均匀)，浮筒主体为长方体结构，高为20 cm、底面积为100 cm2，内置净水元件监测并净化水质。浮筒需放入高11 cm、底面积300 cm2的临时柱形蓄水容器中进行测试，浮筒沉底后才会正常工作。初始状态下容器内水量为2 kg，此时浮筒对容器底的压力为6 N。因一部分浮筒主体长时间暴露在空气中，未浸在水中的浮筒任何部分都有可能出现裂缝，断裂的碎片会立即掉落在容器内，碎片可看作一个柱形物体(碎片密度不变且均匀)，仅考虑断裂一次的情况，ρ水＝1×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：(1)在浮筒未出现裂缝前，容器底部受到水的压强； (2)浮筒的重力；解：(2)由(1)得，浮筒排开水的体积V排＝S浮筒h＝100 cm2×10 cm＝1 000 cm3＝1.0×10－3 m3，浮筒受到的浮力F浮筒＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1.0×10－3 m3＝10 N，浮筒受到容器的支持力F支＝F压＝6 N，则浮筒的重力G＝F支＋F浮筒＝6 N＋10 N＝16 N；(3)若裂缝导致浮筒断裂的柱形碎片较长，会让剩下的浮筒主体无法沉在底部正常工作。请通过计算说明浮筒恰好还能正常工作时，断裂处距顶部的最大距离。 12. 【注水型】(2023广西30题)人工涂抹油漆难精准且气味难闻，于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”，如图所示，上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2 kg，底面积为2×10－3 m2；力传感器固定且与浮杆接触但无压力；工作台固定在上漆器底部，其上表面积为0.5 m2，高为0.1 m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央，将挡板固定在1 m高处，开始注漆；当浮杆对力传感器的压力为14 N时，停止注漆，完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500 kg，底面积为1 m2，高为0.8 m，油漆密度为1×103 kg/m3。g取10 N/kg。求：(1)当漆面上升至0.1 m时，油漆对上漆器底部的压强；解：(1)当油漆上升至0.1 m时，油漆对上漆器底部的压强p＝ρgh1＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1 000 Pa；(2)当漆面上升至0.4 m时，柱体A对工作台的压强；解：(2)当油漆上升至0.4 m时，柱体A受到的浮力F浮＝ρgV排＝ρgSh2＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1 m2×(0.4 m－0.1 m)＝3 000 N，柱体A的重力G＝mg＝500 kg×10 N/kg＝5 000 N，故此时重力大于浮力，故柱体A未上浮，则对工作台的压力F＝G－F浮＝5 000 N－3 000 N＝2 000 N； (3)停止注漆时，柱体A被上漆的高度。  13. (2021北部湾30题)图甲为某自动注水装置的部分结构模型简图，底面积为200 cm2的柱形水箱内装有质量为5 kg的水，竖直硬细杆上端通过力传感器固定，下端与不吸水的实心长方体A连接。打开水龙头，水箱中的水缓慢排出，细杆对力传感器作用力F的大小随排出水的质量m变化的关系如图乙所示，当排出水的质量达到4 kg时，A刚好全部露出水面，由传感器控制开关开始注水。不计细杆重力，水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：(1)开始注水时，水箱内的水受到的重力；解：(1) 由题可知，排出水的质量达到4 kg时，开始注水，则水箱中剩余水的质量m剩＝5 kg－4 kg＝1 kg，此时水箱内的水受到的重力G剩＝m剩g＝1 kg×10 N/kg＝10 N；(2)A的密度；当排出水的质量达到4 kg时，物体A刚好全部露出水面，此时细杆受到的拉力等于A的重力，由图乙知，此时细杆对力传感器的作用力F＝2 N，即GA＝F＝2 N；分析图乙可知，当排出水的质量m≤1 kg时，物体浸没在水中，物块A受到的浮力最大，此时力传感器受到的力最大为8 N；当排出水的质量在3～4 kg之间时，传感器受力先减小后增大，则可知当A浸没时，受到细杆对A的作用力是向下的，大小F压＝8 N；对A进行受力分析可知，物体A受到的最大浮力F浮＝F压＋GA＝8 N＋2 N＝10 N， 则VA＝V排＝1×10－3 m3，A的密度 (3)水从A上表面下降至传感器示数为零的过程，水箱底部受到水的压强变化量。  三、分类讨论问题(2024.30；北部湾2022.30)14. (2022北部湾30题)某学习小组在完成压强知识的学习后，为深入了解压强的变化情况，将实心柱体甲和盛满水的薄壁轻质容器乙放置在水平地面上，如图所示，其中甲、乙底面积分别为2S、S，水的质量为m，D点距水面0.1 m，ρ水＝1.0×103 kg/m3。将甲沿虚线切出一质量为m0的小物块(不吸水)放入乙中，小物块有四分之一的体积露出水面。(1)求D处水的压强；解：(1)D处水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1.0×103 Pa；(2)求甲的密度； (3)现有A、B、C三物体，相关信息如下表所示。若要选择其中一个先后放在甲剩余部分的上部和放入乙中(均可浸没)，使乙对地面的压强变化量大于甲剩余部分对地面的压强变化量，且乙对地面的压强p最大。请分析说明所选物体的理由，并计算出p的最大值。(结果用题中字母表示)  15. (2025德阳)如图甲所示，“国之重器”起重船起吊重物时，需通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡。如图乙所示，小兰设计了一种采用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型，水舱中装有V＝0.014 m3的水，其底面积S＝0.04 m2。A是固定在顶端的力传感器，能够显示A对B的压力或拉力的大小；B是质量和体积均可忽略的细直硬杆，不考虑B的形变，B的上端与力传感器A连接，下端与物体C连接；物体C是质量m＝0.5 kg、底面积SC＝0.01 m2的圆柱体。用抽水机将水抽出的过程中，力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图像如图丙所示。当物体C的下端刚好露出水面，此时已抽出水的体积V抽＝0.01 m3。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：第15题图(1)物体C的重力；解：物体C的重力GC＝mCg＝0.5 kg×10 N/kg＝5 N；(2)物体C浸没时排开水的体积；当物体C浸没时，由图乙可知杆对物体C的压力，大小为F＝15 N，则物体受到的浮力F浮＝G＋F＝5 N＋15 N＝20 N，物体C浸没时排开水的体积 (3)当力传感器示数为2 N时，水对水舱模型底部的压强。当物体C的下端刚好露出水面，剩余水的体积V剩＝V－V抽＝0.014 m3－0.01 m3＝0.004 m3； 当力传感器示数为2 N时，①若杆对物体C的压力F1＝2 N，此时的浮力F浮1＝G＋F1＝5 N＋2 N＝7 N，物体C排开水的体积  此时水舱中水的深度H＝h0＋h1＝0.1 m＋0.07 m＝0.17 m，剩余的水对水舱底部的压强p＝ρ水gH＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.17 m＝1.7×103 Pa；②若杆对物体C的拉力为F2＝2 N，此时的浮力F浮2＝G－F2＝5 N－2 N＝3 N，物体C排开水的体积  此时水舱中水的深度H'＝h0＋h2＝0.1 m＋0.03 m＝0.13 m，剩余的水对水舱底部的压强p'＝ρ水gH'＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.13 m＝1.3×103 Pa。