践行者初中物理浮力中考真题专辑30/50:压强、杠杆、浮力综合题

【千问解读】

践行者初中物理力学典题详解第268题

30:GA=13.8N，GB=10N，B的底面积SB=40cm²，柱形容器中装有水，此时水的深度h1=12cm，容器的底面积S容=200cm²，B物体底面离容器底的距离h0=5cm，已知MO︰ON=2︰3，ρ水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg。

求：⑴水对容器底的压强和水对B物体的浮力；

⑵A物体对水平地面的压力；

⑶若打开开关K缓慢放水，当A物体对水平地面压力刚好为零时，容器中所放出水的质量有多大？

解析:⑴由题意可知:

①SB=40cm²=40×10⁻⁴m²，

②h1=12cm=0.12m，h0=5cm=0.05m，

则①水对容器底的压强为:

p=ρ水gh1

=1×10³kg/m³×10N/kg×0.12m

=1200Pa

②B浸在水中的深度h浸=h1-h0=0.07m，

则V排=SBh浸

=40×10⁻⁴m²×0.07m

=2.8×10⁻⁴m³，

B受到的浮力F浮

=1×10³kg/m³×10N/kg×2.8×10⁻⁴m³

=2.8N；

⑵由题意可知:

①GA=13.8N，GB=10N，

②MO:ON=2:3，

对杠杆进行分析可知:

①B对杠杆N端的拉力FN=GB-F浮

=10N-2.8N=7.2N，

则由杠杆平衡条件可知:

A对杠杆M端的拉力FM=FN×ON/MO

=7.2N×3/2=10.8N；

对A进行受力分析，可知它共受到以下三个力:

①GA=13.8N↓，

②绳对A的拉力F=FM=10.8N↑，

③地面对A的支持力F支↑，

由平衡条件可知:F支=GA-F

=13.8N-10.8N=3N，

则由相互作用力可知，

A对地面的压力F压=F支=3N；

⑶当打开开关K缓慢放水，至物体A对水平地面压力刚好为零时，则可知FM=GA=13.8N，

则由杠杆平衡条件可知，

物体B对杠杆N端的拉力FN=FM×MO/ON

=13.8N×2/3=9.2N，

则由相互作用力性质可知绳对B的拉力

FN=FN=9.2N，

则物体B受到的浮力F浮=GB-FN

=10N-9.2N=0.8N，

则此时物体B排开水的体积为:

V排=F浮/ρ水g

=0.8N/(1×10³kg/m³×10N/kg)

=0.8×10⁻⁴m³，

则放出水的体积为△V=V排-V排

=2.8×10⁻⁴m³-0.8×10⁻⁴m³

=2×10⁻⁴m³，

则放出水的质量为m水=ρ水△V

=1.0×10³kg/m³×2×10⁻⁴m³

=0.2kg。

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