专题13 浮力相关加水、放水问题-备战2021年中考物理典型专题各个击破（光、热、力学专题）（解析版）

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备战 2021 年中考物理光、热、力学典型专题各个击破

专题 13 浮力相关加水、放水问题

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题型一注水、放水问题

题型解读：当容器内逐渐加水时，容器底受到的浮力逐渐增大，当浮力等于物体的重力时，

物体恰好处于漂浮状态，再继续加水，物体会随着水面一起上升，因此压强的变化关系是先

快后慢。

① 由坐标图可知，物体的密度小于水的密度；

② 当 m=0.6kg 时，物体恰好处于漂浮状态，但此时物体还没有离开容器底，此时容器底所受

压强为 300pa，由此可计算出此时水深 3cm。

③ 根据浮体定比的规律，。

④ 当加入水的超过 0.6kg 以后，继续加水，物体随着水一起上浮，离开容器底，此过程中加

入了 0.8kg 的水，容器底所受液体压强增量为 200pa，因此可根据

，计算出容器的底面积。

⑤0.6kg 的水对应的体积为 0.6L，根据这个关系可计算物体的底面积。得

到

⑥ 可计算物体的重力，

⑦ 可计算任何时刻容器对桌面的压强，例如计算当时，容器对桌面的压强：

方法一：以容器、水和物体三者为整体进行受力分析，

容器对桌面的压强为

方法二：以容器底为研究对象受力分析：

容器对桌面的压强为

一．选择题（共 5小题）

1．如图甲所示为一个浮力感应装置，竖直细杆的上端通过力传感器连在天花板上，传感器可以显示出细

杆的上端受到作用力的大小；下端与物体 M相连，水箱的质量为 0.8kg，细杆及连接处的重力可忽略

不计，向图甲所示的空水箱中加水直到刚好加满，图乙是力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变

化的图像，下列说法错误的是（　　）

A．水箱加满水时，水受到的重力为 60N

B．物体 M的密度为 0.2g/cm3

C．当向水箱中加入质量为 2.2kg 的水，力传感器的示数变为 F0，F0大小为 1N

D．继续向水箱中加水，当力传感器的示数大小变为 5F0时，水箱对地面的压力为 39N

【解答】解：A、由图乙可知，当水箱加满水时水的质量 m水＝6kg，则此时水受到的重力 G水＝m水g

＝6kg×10N/kg＝60N；故 A正确；

B、由图乙可知，水箱中没有水时（m＝0），压力传感器受到的拉力 F1＝2N，则物体 M的重力 G＝F1

＝2N，

所以，物体 M的质量：m＝＝＝0.2kg；

由图乙可知，当 M完全浸没时，压力传感器的示数为 F2＝8N＞2N，

细杆对传感器的作用力为压力，故传感器对细杆有向下的作用力 F＝F2＝8N 作用于物体 M：

此时物体 M受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力，处于静止状态，

则M受到的浮力 F浮＝G+F＝2N+8N＝10N，

根据 F浮＝ρ液gV 排可得，物体 M的体积：V＝V排＝＝＝1×10﹣

3m3，

所以，物体 M的密度：ρ＝＝＝0.2×103kg/m3＝0.2g/cm3；故 B正确；

C、综上可知，加水 2kg 时水面达到 M的下表面（此时浮力为 0），加水 4kg 时M刚好浸没（此时浮

力为 10N），

该过程中增加水的质量为 2kg，浮力增大了 10N，

所以，每加 1kg 水，物体 M受到的浮力增加 5N，

当向水箱中加入质量为 2.2kg 的水时，受到的浮力 F浮1＝（2.2kg﹣2kg）×＝1N＜2N，

则此时杆的作用力为拉力，力传感器的示数 F0＝G﹣F浮1＝2N﹣1N＝1N，故 C正确；

D、继续向水箱中加水，当力传感器的示数大小变为 5F0时，即：F3＝5F0＝5×1N＝5N＞2N，由此可知，

此时杆的作用力为压力，

物体 M受到的浮力 F浮2＝G+F3＝2N+5N＝7N，

此时容器内水的质量 m水2＝2kg+7N× ＝3.4kg，

把水箱和水、物体 M看做整体，受力分析可知，受到竖直向下的总重力和杆向下的压力 5F0、水平面

的支持力作用处于平衡状态，

由整体受到的合力为零可得：F支持＝（m水2+m 水箱）g+G+F3＝（3.4kg+0.8kg）×10N/kg+2N+5N＝

49N，

此时水箱对水平面的压力 F压＝F支持＝49N；故 D错误。

故选：D。

2．图甲中圆柱形容器装有适量的水，当水温从 0℃升到 15℃时，水的密度 ρ和水温 t关系如图乙所示，

此过程水的质量不变，不考虑圆柱形容器的热胀冷缩，如图丙，把测力计下悬挂的实心金属块 M（体

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