专题02 《液体的压强与浮力结合——选择题》分析判断(解析版)-决胜2021年中考物理压轴题全揭秘(上海专用)
专题 02 液体的压强与浮力结合题
一、物体在液体中漂浮(或悬浮)
1.小球(或物体)浸入液体中,小球静止时漂浮或悬浮,液体无溢出时(图 1)。
2. 用到的物理知识:
①阿基米德原理:F浮=ρ液gV 排。
②二力平衡条件:物体漂浮或悬浮时,浮力的大小等于物体重力大小,即 F浮=G物。
③物体的浮沉条件:
当物体的密度 ρ物<ρ液时,物体漂浮;当 ρ物=ρ液时,物体悬浮。
④物体浸入柱形容器的液体中,液体对底部增大的压力就是物体受到的浮力(漂浮、
悬浮或下沉均可)即△F =F浮。
⑤物体漂浮(或悬浮)时,液体对柱形容器底部的压力等于液体的重力与物体的重力
之和,即 F =G液体+G物体。
⑥液体对容器底部的压强 P'液=P液+
△
P液=ρ液gh 液+
m物体g
S容器
⑦液体对容器底部压强的变化量
ΔP液= ρ液g
△
h液= ρ液g
V物体
S容器
=
m物体g
S容器
1. 阿基米德原理: F浮=ρ液gV 排。
2. 物体的浮沉条件。
3. 力的平衡。
4. 分析计算液体的压强、固体的压强以及压强的变化量。
5. 分析时用到的知识有密度、压强、压力、浮力、力的平衡等知识,综合性强,难度大。
考点
图 1
乙
甲
例题 1.(2021 杨浦一模)两个相同柱形容器置于水平地面上,两容器中分别盛有体积相
等的不同液体甲、乙。若将两个质量相等的物块 A、B浸入液体中,物块漂浮于液面,如图
1所示。下列判断正确的是( )
A.液体的密度 ρ甲<ρ乙 B.液体的质量 m甲=m乙
C.液体对容器底部的压强 p甲>p乙 D.液体对容器底部的压力 F甲=F乙
【答案】C
【解析】①相同柱形容器置于水平地面上,甲、乙液体的体积相等,所以开始液面一
样高,放入物体后,因为都漂浮,所以浮力等于物体的重力,因为物体质量相等,所以两
个物体所受浮力相等。
由图可知,乙液面上升多,即物体 A排开甲液体体积 V排小,根据 F浮=ρgV 排,可知
ρ甲>ρ乙,故 A错误;
②因为 ρ甲>ρ乙,液体体积相等,根据密度公式知,液体的质量 m甲>m乙,故 B错误;
③因为物体漂浮时,液体对柱形容器底部的压力等于液体的重力与物体的重力之和,
即F =G液体+G物体,可知液体对容器底部的压力 F甲>F乙;根据 P=F/S 可知:液体对容器底
部的压强 p甲>p乙。故 D错误;C正确。
所以选 C。
【变式训练 1】(2020 闵行一模)相同的柱形容器内分别盛有不同液体。将两个完全
相同的物体浸入液体中,当物体静止后两液面刚好相平,如图 3所示,则下列判断中正确
的是( )
A.容器对地面的压力 F甲>F乙 B.液体密度 ρ甲<ρ乙
C.液体对容器底部的压强 p甲=p乙 D.物体排开液体的质量 m甲<m乙
图1
AB
乙
甲
甲 乙
图3
【答案】A
【解析】①因为物体在甲液体中漂浮,所以 ρ甲>ρ物;物体在乙液体中悬浮,ρ乙=ρ物,
所以 ρ甲>ρ乙;
②由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根
据m=ρV 可知甲液体的质量大于乙液体的质量,根据 G=mg 可知,甲液体的重力大于乙液
体的重力,又因为容器的重力相等、物体重力相等,容器对地面的压力大小等于容器的重
力与物体重力之和,所以 F甲>F乙,
故A正确,B错误;
C.因为 p=ρgh,h相同,ρ甲>ρ乙,所以液体对容器底部的压强 p甲>p乙,故 C错误;
D.物体在甲液体中漂浮,物体受到的浮力等于物体重力;在乙液体中悬浮,物体受
到的浮力等于物体重力,所以物体受到的浮力相等,即 F甲浮=F乙浮;
根据阿基米德原理可知,G甲排=G乙排,
根据 G=mg 可知物体排开液体的质量 m甲=m乙,
故D错误。
【变式训练 2】(2019 崇明二模)装有不同液体的甲、乙两烧杯,放入两个完全相同
的物体,当物体静止后两烧杯中液面恰好相平,如图 2所示.液体对甲、乙两烧杯底部的
压强分别是 P甲、P乙,液体对两物体的浮力分别是 F甲、F乙,下列判断正确的是( )
A.P甲>P乙,F甲=F乙B.
P甲=P乙,F甲>F乙
C.P甲<P乙,F甲=F乙D.
P甲=P乙,F甲<F乙
【答案】A。
【解析】①两个物体完全相同,在甲中漂浮,在乙中悬浮,根据二力平衡可知,它们
所受浮力都等于自身的重力,所以浮力相等,即 F甲=F乙。根据浮力公式 F浮=ρ液gV 排可知:
在浮力相同的情况下,物体排开甲液体的体积小,所以甲液体的密度大,ρ甲>ρ乙。
②又因为当物体静止后两烧杯中液面恰好相平,根据公式 p=pgh 可知甲液体对烧杯底
部的压强大。
所以选 A。
二、物体在液体中沉底
甲 乙
图2
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