八年级物理下册 第八章 压强与浮力课件 （新版）北师大版

第八章压强与浮力 1 压力 1 定义 作用在物体表面上的力 2 影响作用效果的因素 压力的大小和受力面积 受力面积相同 压力 作用效果越显著 压力大小相同 受力面积 作用效果越显著 垂直 越大 越小 2 压强 1 物理意义 表示 的物理量 2 定义 作用在物体上的 与 的比值 3 公式 压力作用效果 压力大小 受力面积 4 增大和减小压强的方法 增大压强的方法 a 压力不变时 减小 如图钉的尖 b 受力面积不变 增大 如用较大的力按图钉 减小压强的方法 a 压力不变 增大 如图钉的帽 b 受力面积不变 减小 如用较小的力按图钉 受力面积 压力 受力面积 压力 1 产生原因 1 液体具有 2 液体受到 流动性 重力作用 2 特点 1 液体内部 都存在压强 2 在液体内同一深度的不同位置处 液体的压强 与探头的方向无关 如图a 3 液体内部的压强随深度的增加而 如图 c 4 液体内部的压强跟液体的 有关 如图c 各处 相等 b 增大 b 密度 d 3 计算公式 4 应用 连通器 1 定义 的容器 2 原理 如果只装一种液体 那么液体静止时连通器的各部分液面总是 的 3 应用 洗手池下水道的 水塔的供水系统 电热水器的 牲畜 p gh 上部开口 底部连通 相平 回水管 水位计 自动饮水器 船闸 1 产生原因 气体具有 受 的作用 2 定义 在大气内部的 都存在的压强 3 测定 1 测量实验 2 标准大气压值 pa 相当于 高的水银柱产生的压强 4 应用 离心式水泵 5 气体压强与体积的关系 在温度不变的条件下 一定质量的气体 体积减小压强就 体积增大压强就 流动性 重力 各个位置 托里拆利实验 1 01 105 76cm 活塞式抽水机 增大 减小 1 定义 浸在液体中的物体受到液体对它 的力 2 方向 总是 3 产生原因 浸在液体中的物体 上下表面受到液体的 即f浮 向上托 竖直向上 压力差 f下 f上 4 计算公式 1 称重法 用弹簧测力计测石块所受的重力g 将石块悬挂于弹簧测力计下 读出浸在液体中时弹簧测力计的示数f 石块受到的浮力f浮 g f 2 原理法 阿基米德原理 浸在液体中的物体受到向上的浮力 浮力的大小等于 即f浮 5 适用性 适用于各种 物体排开的液体所受的重力 g排 液体和气体 1 物体的浮沉条件 1 比较物体受到的浮力f浮与物重g 竖直向上 竖直向下 零 零 漂浮 2 比较液体的密度与物体的密度 当 液 物时 物体在液体中 当 液 物时 物体在液体中 下沉 上浮 悬浮 2 应用 1 轮船 采用 的办法增大可利用的浮力 如 独木舟等 2 潜水艇 靠 的方法实现上浮 下潜和悬浮 3 密度计 漂浮在液体上的物体 物体所受的重力 液体对物体的浮力 液体的密度越大 物体排开液体的体积 4 气球和飞艇 充的是密度 空气的气体 空心 改变自身重力 等于 越小 小于 1 流体 和 的统称 2 关系 流体在流速大的地方压强 在流速小的地方压强 3 应用 飞机飞上天 1 机翼形状 上表面 下表面 2 产生原因 飞机飞行时 机翼上方的空气流速比下方的空气流速 所以机翼上方的空气压强比下方的空气压强 从而产生 的压力差 即为举力 升力 若机翼前缘稍向上仰 则产生的 比较大 举力的方向 当举力大于 时 飞机就上升 液体 气体 小 大 凸起 平直 大 小 向上 举力 竖直 向上 重力 已知某游轮满载时的排水量是4860t 吃水深度 指水面到船底的深度 是2 7m g取10n kg 1 游轮浸没在水中的体积为m3 2 游轮满载时 受到的浮力为n 游轮底部受到的水的压强是pa 若游轮底部是平面的 则底部的面积为m2 3 游轮航行时 在游轮的旁边有一漂浮的木板 当游轮经过后 木板将 选填 漂向 或 漂离 游轮的尾迹 4 当该游轮从长江开到海里时 吃水深度是变大还是变小 请说明理由 参考答案 1 4 86 103 2 4 86 1072 7 1041 8 103 3 漂向 4 变小 因为游轮从长江开到海里时 受到的浮力f浮不变 都等于重力 根据阿基米德原理得v排 由于海水的密度大于江水的密度 所以在海里游轮排开水的体积变小 吃水深度变小 1 压力的作用效果 1 物体表面受到压力时会发生形变 形变程度越大 压力的作用效果越明显 所以根据被压物体表面的形变程度可判断压力的作用效果 2 压力的作用效果与压力大小和受力面积有关 2 计算公式 1 f表示施加在物体上的压力 2 s是受力面积 是两物体相互接触并作用的面积 不一定是物体的面积 3 改变压强的方法 典例1 2012 成都中考 小强同学的质量为60kg 他站立在水平地面上时 每只脚底与地面的接触面积为0 025m2 g取10n kg 求 1 小强同学受到的重力是多少 2 小强同学双脚站立时对地面的压强是多大 思路导引 解答本题可按照以下思路 精讲精析 本题考查了重力和压强的计算 关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等 1 小强同学受到的重力是g mg 60kg 10n kg 600n 2 小强同学双脚站立时对地面的压力f g 600n 受力面积是s 2 0 025m2 0 05m2 则压强是答案 1 600n 2 1 2 104pa 失误档案 应用公式 易出现以下失误 1 没有注意p与f和s相对应 乱代数据 2 将质量错代为重力 受力面积错代为一只脚的面积 3 公式中的物理量没有统一为国际单位 4 计算时遗漏公式 计算过程中忘带单位 变式训练 2012 宁夏中考 一个质量为60kg的人 若仰躺在硬板床上产生的压强是6 103pa 躺在 席梦思 床上 身体与床的接触面积为0 3m2 请你通过计算说明 为什么睡在 席梦思 床上更舒服 g 10n kg 写出主要计算步骤 解析 本题考查了压力 重力 压强的计算 在水平面上 物体对水平面的压力等于物体的重力 即压力为 f g mg 60kg 10n kg 600n 睡在 席梦思 床上的压强为人仰躺在硬板床上产生的压强为p 6 103pa 则因p软 p 所以 人睡在 席梦思 床上更舒服一些 答案 见解析 2012 巴中中考 如图所示 重50n的物体a静止在斜面b上 对斜面b的压力为40n 作出物体a受到的重力及物体b受到的压力的示意图 解析 物体a受到的重力方向竖直向下 故过物体重心画带箭头的线段 方向竖直向下 大小为50n 在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点 过压力作用点画垂直于斜面 带箭头的线段 大小为40n 答案 如图所示 1 液体压强的计算 p gh 1 它适用于静止的液体 2 公式中的h是指所研究的点到液面的竖直距离 而不是点到容器底的距离 如图所示 甲图中a点的深度为30cm 乙图中b点的深度为40cm 丙图中c点的深度为50cm 3 由公式p gh可知 液体压强的大小决定于液体的密度和深度 与液体的重力 体积 容器的形状 底面积的大小等因素无关 在比较液体压强的大小以及变化时 只需比较液体的密度和深度即可 2 p 和p gh的适用范围 1 公式p 适用于计算固体 液体和气体的压强 2 公式p gh适用于计算静止液体产生的压强大小 典例2 2013 雅安中考 如图所示 a b是两个完全相同的薄壁柱形金属容器 质量为0 5kg 底面积为0 01m2 容器高50cm 分别装有2 0 10 3m3的水和3 0 10 3m3的酒精 置于水平桌面上 酒精 0 8 103kg m3 g 10n kg 求 1 水的质量 2 a容器对水平桌面的压强 3 依据题意 下述情境是否有可能出现 当两个容器中的液体在增大同一深度 h后 容器中的液体对底部的压强能够达到p水 p酒精 请说明理由 思路导引 解答本题的关键是正确地选择公式 水的质量 由m v求出固体的压强 由p 求出液体的压强 根据p 液gh分析 精讲精析 1 水的质量m水 水v水 1 0 103kg m3 2 10 3m3 2kg 2 a容器对水平桌面的压力fa ga总 m水 m容 g 2kg 0 5kg 10n kg 25na容器对水平桌面的压强 3 容器中的水深容器中的酒精深度若增大同一深度 当p水 p酒精时 则有 水g h水 h 酒精g h酒精 h 当 h 0 2m时 酒精高度超过0 3m 0 2m 0 5m 超过了容器的高度 所以不可能达到p水 p酒精 答案 1 2kg 2 2500pa 3 见精讲精析 方法归纳 关于固体和液体的压力 压强的求解 1 固体 常用 先用f g物 再利用 粗细质地均匀 可用p gh 2 液体 容器粗细不均匀 容器粗细均匀 变式训练 如图所示 一平底圆柱状杯子放在水平桌面上 杯子的底面积是60cm2 杯子装上8cm高的水后 杯子和水的总质量是0 6kg 则杯子对桌面的压力大小是n 杯子对桌面的压强是pa 水对杯底产生的压强是pa 杯壁的厚度忽略不计 g取10n kg 解析 本题考查了固体与液体压强的计算方法 杯子和水的总质量是0 6kg 重力g mg 0 6kg 10n kg 6n 杯子对桌面的压力大小f g 6n 面积s 60cm2 6 10 3m2 杯子对桌面的压强是水对杯底产生的压强p gh 1 0 103kg m3 10n kg 0 08m 800pa 答案 61000800 1 大气压强的测量 托里拆利实验 1 装置及现象如图所示 2 实验时 应先向玻璃管中灌满水银 将玻璃管内的空气全部排出 3 影响玻璃管内水银柱高度的因素 随外界大气压的变化而变化 若玻璃管内混入少量空气 则管内水银柱的高度会减小 与管的粗细 倾斜程度 管的长度及将玻璃管提起还是下压 水银液槽内水银面的高低等因素无关 如果把玻璃管倾斜放置 水银柱的高度不会改变 水银柱的长度却要增加 2 大气压强的变化 1 大气压随海拔高度的增加而降低 所以人在高山上或高空中感到不适 2 大气压也随天气 季节的变化而变化 一般情况下 在同一地区 冬天的大气压比夏天高 晴天的大气压比阴天高 3 大气压的应用 1 利用大气压 吸 或 抽 其实是压 液体 如 钢笔囊吸墨水 吸管吸饮料 抽水机 离心式水泵抽水等 2 液体的沸点随液体表面的气压的增大而升高 随气压的减小而降低 如利用高压锅煮饭菜容易熟 典例3 多选 2012 沈阳中考 如图为托里拆利实验的装置图 下列表述正确的是 a 将玻璃管稍微倾斜 管内外水银面高度差将不变b 将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面 管内外水银面高度差将变大c 向槽中继续注入少量水银 管内外水银面高度差将变小d 换用更粗一些的等长玻璃管 管内外水银面高度差将不变 思路导引 解答本题抓住以下两个关键点 1 管内外水银面高度差取决于当时的大气压 2 管内外水银面高度差与玻璃管的粗细 水银槽内水银的多少无关 精讲精析 选a d 本题考查托里拆利实验 托里拆利实验的玻璃管上端是真空 水银柱的高度只和外界的大气压有关 与玻璃管是否倾斜 管的粗细及水银槽中水银的多少无关 故选a d 方法归纳 测大气压的两种方法 1 用托里拆利实验精确测量 2 用吸盘 刻度尺 弹簧测力计粗测 变式训练 2011 徐州中考 用如图所示装置粗略测量大气压的值 把吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气 吸盘压在玻璃上的面积为4 10 4m2 轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子 吸盘刚好脱落时 测出吸盘 小桶和沙子的总质量为3 2kg 则大气对吸盘的压力为n g取10n kg 大气压的测量值为pa 若吸盘内的空气不能完全排出 则大气压的测量值比实际值偏 解析 本题考查大气压的测量 吸盘受到小桶和沙子的拉力与空气作用给它的压力是一对平衡力 大小相等 即f g mg 3 2kg 10n kg 32n 则大气压强 8 104pa 若吸盘内的空气不能完全排出 则吸盘内的空气对吸盘向外的压力与小桶和沙子对吸盘拉力的合力与外部的大气压力彼此平衡 因此得出的大气压强比实际的要小 答案 328 104小 1 正确理解阿基米德原理 1 原理中 浸入液体中的物体 包括两种情况 物体浸没液体中 此时v排 v物 物体部分浸入液体中 例如 漂浮 此时v排 v物 2 物体受到的浮力大小f浮 g排 m排g 液gv排 由公式可知 浮力的大小只跟液体的密度 液和物体排开液体的体积v排两个因素有关 而跟物体本身的体积 密度 形状 在液体中的深度 在液体中是否运动 液体的多少等因素无关 2 阿基米德原理的应用 1 求物体所受浮力 f浮 液gv排 2 求物体排开液体体积 3 求液体密度 3 阿基米德原理也适用于计算气体产生的浮力 公式为f浮 气gv排 拓展延伸 只用弹簧测力计测固体和液体的密度 1 用弹簧测力计在空气中称出固体重力g 2 让固体浸没在水中 记下弹簧测力计的示数f 3 让固体浸没在待测液体中 记下弹簧测力计的示数f 4 固体的密度为根据f液浮 g f 液gv排和f水浮 g f 水gv排可得液体的密度为 典例4 2012 孝感中考 学完 浮力 知识后 小芳同学进行了相关的实践活动 水 1 0 103kg m3 g取10n kg 1 她选取一质量为750g 体积为1250cm3的长方体木块 让它漂浮在水面上 如图甲所示 求木块受到的浮力 2 取来规格相同由合金材料制成的螺母若干 每只螺母质量为50g 将螺母逐个放置在漂浮的木块上 问 放多少只螺母时 木块刚好浸没在水中 3 她又用弹簧测力计 一只螺母做了如图乙所示的实验 弹簧测力计静止时的示数为0 4n 求合金材料的密度 思路导引 解答本题的关键 根据已知条件 准确选择恰当的公式进行计算 1 求木块漂浮时受到的浮力 f浮 g木 2 求木块刚好浸没在水中时 放置螺母的只数 3 求合金材料的密度 精讲精析 1 当木块漂浮时 它受到的浮力f浮 g木 m木g 750 10 3kg 10n kg 7 5n 2 当木块浸没时 由阿基米德原理得木块受到的浮力f 浮 g排 水gv排 水gv木 1 0 103kg m3 10n kg 1250 10 6m3 12 5n螺母的总重力g螺母总 f 浮 g木 12 5n 7 5n 5n 3 当螺母浸没在水中时 它受到的浮力f浮螺母 g螺母 f 0 5n 0 4n 0 1n螺母的体积v螺母 合金材料的密度答案 1 7 5n 2 10只 3 5 103kg m3 方法归纳 利用阿基米德原理求解浮力问题时应注意以下两点 1 通常先利用称重法或漂浮的条件计算出浮力f浮 再利用阿基米德原理的变形公式求v排或 液 2 物体浸没在液体中时 隐含条件是v物 v排 变式训练 2012 泰州中考 小明同学对一个金属块进行了两次测量 第一次如图甲所示 用细线系住金属块挂在弹簧测力计上 弹簧测力计的读数为2 7n 第二次如图乙所示 让金属块浸没在盛水的杯子中 这时弹簧测力计的读数为1 7n g取10n kg 1 求金属块在水中受到的浮力 2 求金属块的体积 3 通过进一步计算 结合表中所列的 某些金属的密度 说明金属块是何种金属 解析 1 金属块在水中受到的浮力可以用称重法求得 即用空气中的重力减去在水中所受的拉力 f浮 g f1 2 7n 1 7n 1n 2 因为金属块浸没水中 所以 3 金属块的质量金属块的密度查 某些金属的密度 表可知 此金属块是用铝制的 答案 1 1n 2 1 0 10 4m3 3 铝 1 利用密度判断物体的浮沉 物体全部浸入液体中时 有v排 v物 因为f浮 g排 液gv排和g物 m物g 物gv物 所以可将f浮 g物的大小比较转化为 液 物的大小比较 有些情况下根据密度判断物体的浮沉更简单 2 轮船的原理 采用 空心 的方法 增大排开水的体积 从而增大浮力 易错警示 1 物体悬浮或漂浮时受到的浮力都等于重力 悬浮时物体浸没在液体中 物体密度等于液体密度 漂浮时物体部分浸入液体中 物体密度小于液体密度 2 物体逐渐露出液面的过程中 受到的浮力不断减小 漂浮在液面上时 浮力等于重力 典例5 2012 株洲中考 一个质量是60g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时 它受到的浮力是n 如果往盐水中注入清水 鸡蛋将 选填 下沉 上浮 或 不动 g 10n kg 思路导引 解答本题有三个关键点 1 物体在液体中悬浮的条件 f浮 g 2 物体受到的浮力大小与液体密度的关系 3 物体下沉的条件 f浮 g 精讲精析 鸡蛋悬浮在盐水中 受到的浮力等于重力 即f浮 g mg 0 06kg 10n kg 0 6n 如果往盐水中注入清水 盐水密度变小 根据公式f浮 液gv排 由于v排未变 故鸡蛋所受浮力变小 小于鸡蛋的重力 所以鸡蛋会下沉 答案 0 6下沉 失误档案 解答此类问题时 容易出现以下失误 1 忽略了漂浮条件 误认为物体漂浮在密度大的液体中受到的浮力大 漂浮在密度小的液体中受到的浮力小 2 忽略液体的密度和排开液体的体积 误认为在液体中上浮的物体受到的浮力大 下沉的物体受到的浮力小 3 根据质量 或重力 大小判断物体的浮沉情况 误认为质量 重力 大的物体在液体中会沉底 质量 重力 小的物体会漂浮在液面上 变式训练 2013 潍坊中考 密度计是用来测量液体密度的仪器 把两支完全相同的密度计分别放在甲 乙两种液体中 密度计静止时 两种液体的深度相同 如图所示 甲 乙两种液体对容器底的压强分别为p甲和p乙 密度计受到的浮力分别为f甲和f乙 则 a p甲f乙c p甲 p乙f甲 f乙d p甲 p乙f甲 f乙 解析 选a 本题考查漂浮的条件 阿基米德原理以及液体压强的计算公式 两支密度计完全相同 即重力相同 在两种液体中都处于漂浮状态 根据漂浮的条件可知 f浮 g 所以密度计受到的浮力相等 即f甲 f乙 由题图可知 密度计在甲液体中排开液体的体积大于在乙液体中排开的液体的体积 根据阿基米德原理f浮 液gv排可得在浮力相同时 v排大的液体密度小 即 甲 乙 又根据液体压强公式p gh可知 在两液体深度相同时 液体密度大的对容器底的压强大 即p甲 p乙 四种测量浮力方法的比较 易错警示 浸在液体中的物体不一定受到浮力 如图 把乒乓球放入去底的 瓶口向下的矿泉水瓶内 往瓶内注水 乒乓球不会浮起 这是因为乒乓球不受液体对它向上的压力 只受液体对它向下的压力 乒乓球不受浮力作用 典例1 2013 泰州中考 如图甲所示 弹簧测力计示数为5n 如图乙所示 小球一半浸在水中 测力计示数为2n 则小球受到的浮力为n 小球的体积为cm3 剪断悬吊小球的细线 小球在水中稳定时受到的浮力为n g取10n kg 思路导引 解答本题分三步走 精讲精析 本题考查浮力的计算及浮沉条件 根据称重法可知f浮 g f拉 5n 2n 3n 因为小球一半浸入水中 所以v物 2v排 故v物 600cm3 当小球一半体积浸入水中时 受到的浮力是3n 若全部浸入水中 则排开的水重即浮力增加一倍 故小球受到的浮力是6n 因为此时浮力大于重力 所以小球会上浮 最终漂浮在水面 此时受到的浮力等于小球重力 为5n 答案 36005 小明用弹簧测力计吊着一物块在空气中称时 读数为3n 当把物块浸没在煤油中称时 读数为2 5n 此时物块受到煤油的浮力为n 把体积为0 01m3的物体浸没在水中时 它受到的浮力是n 解析 物块浸没在煤油中受到的浮力f浮 g f 3n 2 5n 0 5n 体积为0 01m3的物体浸没在水中时受到的浮力f浮 水gv排 1 0 103kg m3 10n kg 0 01m3 100n 答案 0 5100 流体压强与流速的关系的常见现象1 向两张下垂的纸片中间吹气 两纸片会靠拢 2 沿着下垂的纸条上方吹气 纸条会飘起来 3 用力从漏斗管口向下吹气 放在漏斗口处的乒乓球不会下落 4 喷雾器能将水喷出 5 飞机升力的产生 6 两船不能高速并排航行 7 火车站站台在车轨外侧设置安全线 拓展延伸 伯努利是瑞士物理学家 数学家 他通过实验得出 流体在做稳定流动时 一定的流线上 或细流管内 各点的量满足 这就是著名的伯努利方程 式中p v分别为流体的压强 密度和速度 h为流线上的点相对于零势能面的竖直高度 g 9 8n kg 由伯努利方程可知 流体中流速大的地方压强小 流速小的地方压强大 但并非反比关系 典例2 2012 广州中考 用水平风吹如图所示的四个模型 其中图空气对模型下表面的压强小于上表面的压强 思路导引 采用逆推法 根据压强大小 流速 飞机形状 精讲精析 选b 本题考查流体压强与流速的关系 故选b 方法归纳 利用流体压强与流速关系解释有关现象的思路 变式训练 2011 张家界中考 如图所示 一把太阳伞固定在地面上 一阵大风吹来 伞面被 吸 发生变形 这是由于伞上方的空气流速 选填 大于 或 小于 下方 伞面被向 选填 上 或 下 吸 解析 本题考查流体压强与流速的关系 通过分析伞上下方空气的流速来判断压强的大小是解决本题的关键 流速与压强的关系是流速越大 压强越小 伞上方的空气流速大于下方的空气流速 上方的压强小于下方的压强 伞面被向上吸 答案 大于上 1 实验方法 2 实验步骤 1 浮力大小的决定因素 定性探究 探究浮力与液体密度的关系 思路 控制 不变 只改变 比较浮力的大小 探究浮力与物体排开液体的体积的关系 思路 控制 不变 只改变 比较浮力的大小 控制变量法 物体排开液体的体积 液体密度 液体密度 物体排开液体的体积 2 浮力的大小 定量探究 测物体受到的浮力f浮 a 用弹簧测力计测出物体所受的重力g物 b 把被测物体 在盛满水的溢水杯中 记下此时测力计的示数f c f浮 测物体排开液体所受的重力g排 a 测出小桶的重力g桶 b 测出小桶和物体排开的水的总重力g总 c g排 浸没 g物 f g总 g桶 3 问题探究 1 实验中如何求出浮力的大小 提示 用测力计测出物体所受的重力g物 把被测物体浸在液体中 记下此时测力计的示数f 则f浮 g物 f 2 能否先测盛水后小桶的重力 再倒出水测出空桶的重力 提示 不能 桶内的水不能全部倒净 内壁会附有水 使测出的g桶偏大 g排偏小 3 如果溢水杯中的水没有加满 会造成什么影响 还能得出实验结论吗 提示 溢水杯中的水没有加满 则排出水的体积会偏小 就无法得出浮力与排开液体重力的关系 易错警示 1 浮力大小与物体密度及物体浸在液体中的深度无关 不要认为物体密度越大 深度越深 物体所受浮力越大 2 为避免因沾水而使测得的物体重 空杯重偏大 所以本实验中应先测量物体重 空杯重 顺序不能颠倒 3 实验中的研究对象不能具有吸水性且不能太重 否则会造成g排偏小和超过弹簧测力计的量程 如果具有吸水性 可先用薄塑料纸包裹或在其表面涂油 典例 2013 丽水中考 在 浮力的研究 实验中 1 取一铁块 把它挂在弹簧测力计的挂钩上 如图甲所示 当铁块浸入水中的体积缓慢增大时 铁块受到浮力大小的变化是 2 探究 浮力大小与排开水的重力关系 的实验过程 如图乙 用弹簧测力计测出石块的重力为f1 如图丙 用弹簧测力计测出空烧杯的重力为f2 如图丁 把石块浸入盛满水的溢水杯中 用该烧杯承接从溢水杯里被排出的水 当石块全部浸入水中时 读出弹簧测力计的示数为f3 如图戊 用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为f4 用f1 f2 f3 f4表示 实验中测得石块所受的浮力为 排出水的重力为 根据该实验的测量数据 可得出物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是 解析 本题考查阿基米德的实验探究过程 1 浮力的大小跟液体的密度和物体排开液体的体积有关 铁块浸入水中的体积越大 它受到的浮力越大 2 研究浸没在水中的石块受到的浮力与它排开的水所受重力之间的关系时 利用称重法测量石块受到的浮力f浮 利用排水法得出石块排开水的重力g排 通过比较得出结论 由图知 f浮 f1 f3 1 5n 1n 0 5n g排 f4 f2 1n 0 5n 0 5n 故f浮 g排 答案 1 逐渐变大 2 f1 f3f4 f2f1 f3 f4 f2 延伸探究 结合典例探究以下问题 在探究过程中 f1 1 5n f3 1n 小明想 利用这些器材能够测出铁块的密度吗 请写出实验步骤和计算结果 并判断是空心还是实心的 解析 由题意可得铁块的重力g f1 1 5n则铁块的质量受到的浮力 f浮 f1 f3 1 5n 1n 0 5n则铁块的体积铁块的密度由此可得 此铁块是空心的 答案 见解析 1 物块放在斜面上 物块对斜面产生压力的作用 如图所示的画法中 能正确表示物块对斜面的压力的是 解析 选d 本题考查对压力的理解 解答本题的关键在于理解压力的概念 明确压力的方向和作用点 压力是垂直作用在物体表面上的力 所以压力的方向应垂直于物体的表面 即压力的方向垂直于斜面 由于物块对斜面有压力 受力物体应当是斜面 作力的示意图时 作用点应画在受力物体上 也就是压力的作用点应画在斜面上 2 有些公共汽车配备逃生锤 遇到紧急情况时 乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生 为了更容易打破玻璃 逃生锤外形应选择如图所示中的 解析 选d 本题考查影响压强的因素 压强是由压力和受力面积同时决定的 在压力一定的情况下 受力面积越小 压强越大 作用效果越明显 通过比较题中的a b c d选项图可知 d选项中的逃生锤受力面积最小 用它击打玻璃时 压强最大 更容易打破玻璃 所以选d 3 在塑料圆筒的不同高度处开三个小孔 当筒里灌满水时 各孔喷出水的情况如图所示 这表明液体压强 a 与深度有关b 与密度有关c 与液柱粗细有关d 与容器形状有关 解析 选a 本题考查对实验现象的分析 从实验现象中可以看出 水越深 水的射程越远 说明水越深 喷出水的流速越大 这表明液体的压强与液体的深度有关 深度越大 压强越大 故选a 4 小华制成如图所示的 自动给水装置 是用一个装满水的塑料瓶子倒放在盆景中 瓶口刚好被水浸没 其瓶中水面能高于盆内水面 主要是由于 a 瓶的支持力作用b 瓶的重力作用c 水的浮力作用d 大气压的作用 解析 选d 本题考查大气压的应用 大气压可以支持约10 3m高的水柱 瓶中水面能高于盆内水面不会流出来 正是因为盆景中的水与大气相通 是大气压支持着瓶内的水不会流出来 故选d 5 木头 小鱼 石块 海螺在水中的位置如图所示 分析它们所受的浮力 错误的是 a 木头受到的浮力等于它自身的重力b 小鱼受到的浮力等于它排开的水重c 石块受到的浮力等于它自身的重力d 海螺受到的浮力等于水对它的压力差 解析 选c 本题考查学生对浮力的认识及浮沉条件 木头漂浮在水面上 根据浮沉条件知它受到的浮力等于重力 a说法对 根据阿基米德原理 物体所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力 b说法对 石块在水中下沉 根据浮沉条件知它受到的浮力小于重力 c说法错 浮力是由于液体对浸在它里面的物体存在向上和向下的压力差而产生的 d说法对 6 体重为500n的小明双脚站立在水平冰面上时发现冰面有破裂的危险 他及时卧倒在冰面上匍匐前进 避免了意外的发生 已知两只脚与冰面的接触总面积为400cm2 则小明双脚站立时对冰面的压强为pa 平卧时能避免意外发生的原因是 解析 本题考查压强的计算及影响压强大小的因素 平卧时增大了与冰面的接触面积 减小了压强 故能避免意外发生 答案 1 25 104增大了与冰面的接触面积 减小了压强 7 小明在妈妈生日那天用自己的零花钱为妈妈买了蛋糕 并点起蜡烛 送上祝福 如图 向两支蜡烛中间吹气 结果发现两支蜡烛的火焰向中间靠拢 这是因为蜡烛中间的气体流速变大 导致压强变 解析 本题考查流体压强和流速的关系 向两支蜡烛中间吹气时 蜡烛中间的气体流速变大 压强减小 所以两支蜡烛的火焰向中间靠拢 答案 小 8 2012年11月25日 我国首艘航母 辽宁号 成功起降歼 15舰载机 当航母在平静的水面航行时 它所受的浮力 它的总重力 选填 大于 等于 或 小于 如图所示 歼 15在航母上起飞后 它排开水的体积 选填 增大 减小 或 不变 解析 本题考查阿基米德原理及漂浮的条件 因为航母漂浮 所以它受到的浮力等于总重力 歼 15舰载机从航母上起飞后 航母的总重力减小 根据漂浮物体的重力等于自身重力 所以浮力将减小 由阿基米德原理可知排开水的体积会减小 答案 等于减小 9 刘星将一块重2n的橡皮泥放入水中后 橡皮泥立即沉入水底 他取出橡皮泥将其捏成船状再放入水中 泥船 却漂浮在水面上 他是利用了的方法来增大浮力的 此时 泥船 所受的浮力为n 解析 本题考查物体浮沉条件的应用 将橡皮泥捏成船状放入水中 增大了橡皮泥排开水的体积 根据阿基米德原理f浮 g排 液v排g可知 橡皮泥受到的浮力增大 物体漂浮时受到的浮力等于重力 即f浮 g物 2n 答案 增大排开水的体积2 10 如图所示是一项民族传统体育项目 独竹漂 若表演者脚下楠竹质量为10kg 运动员和细竿总质量为60kg 则此楠竹受到的浮力大小为n 此时排开水的体积为m3 取g 10n kg 水 1 0 103kg m3 解析 本题考查物体的浮沉条件及阿基米德原理 由于楠竹漂浮在水面上 楠竹受到的浮力等于运动员 细竿和楠竹的总重 故f浮 g mg m1 m2 g 10kg 60kg 10n kg 700n 由阿基米德原理f浮 水gv排得答案 7000 07 11 小明同学利用砝码 小桌 装有沙子的容器等实验器材 做 探究压力作用效果 实验 如图甲 乙所示 1 保持小桌对沙子的压力不变 改变小桌与沙子的接触面积 小明发现接触面积越大 小桌陷入沙子越浅 说明压力的作用效果与有关 2 保持小桌与沙子的接触面积不变 改变小桌对沙子的压力 小明发现压力越大 小桌陷入沙子越深 说明压力的作用效果与有关 3 实验过程中 压力的作用效果是通过表现出来的 4 小明将小桌和砝码又放到一块木板上 如图乙所示 比较甲 乙两种情况后 小明认为压力的作用效果还与接触面的材料有关 请对此结论做出简要评析 解析 本题考查做物理实验的过程和方法 只有对控制变量法真正理解 才能正确解答此题 第一步实验中 压力相同 受力面积不同 压力作用的效果不同 可见 压力的作用效果跟受力面积的大小有关 第二步实验中 受力面积相同 压力不同 压力作用的效果 受力面凹陷程度不同 可见 压力的作用效果跟压力的大小有关 答案 1 受力面积的大小 2 压力的大小 3 小桌陷入沙子的深浅 4 压力的作用效果与接触面的材料无关 而形变的大小与接触面的材料有关 12 如图所示是探究 浮力的大小与哪些因素有关 实验的若干操作 根据此图回答下列问题 1 由操作可知 物体浸没在水中时所受的浮力大小为n 2 若选用的操作是 可探究浮力的大小与的关系 3 若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系 应选用的操作是 填序号 解析 本题考查影响浮力大小因素的过程 物体浸没在水中时所受的浮力f浮 g f 4n 3n 1n 探究 浮力的大小与哪些因素有关 采用控制变量法 操作 中 物体a排开液体的体积相同 液体密度不同 弹簧测力计的示数不同 所以是探究浮力大小与液体密度的关系 若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系 应控制液体密度相同 改变物体浸入同一液体中的体积 所以应选用的操作是 答案 1 1 2 液体密度 3 或 13 如图甲所示的平底薄壁玻璃杯 底面积为3 10 3m2 装满水后水深0 1m 现将一个5 10 5m3的木块缓缓放入水中 静止后木块有的体积浸在水中 如图乙 水的密度为1 0 103kg m3 取g 10n kg 求 1 放入木块前水对杯底的压强是多少 2 放入木块后木块所受的浮力是多少 3 放入木块后水对杯底的压力是多少 解析 1 水对杯底的压强p 水gh 1 103kg m3 10n kg 0 1m 1000pa 2 所以木块所受浮力f浮 水v排g 1 103kg m3 3 10 5m3 10n kg 0 3n 3 放入木块后 水深不变 水对杯底的压强不变 水对杯底的压力f ps 1000pa 3 10 3m2 3n答案 1 1000pa 2 0 3n 3 3n 1 2013 宜昌中考 如图所示的事例中 属于增大压强的是 解析 选b 本题主要考查了压强的知识以及增大或减小压强的办法 在压力一定时增大受力面积可以减小压强 在压力一定时 减小受力面积可以增大压强 书包背带做得较宽 铁轨铺在枕木上 火星车模型轮子大而宽 都是为了增大受力面积 减小压强 而刀片做得较薄是为了减小受力面积增大压强 2 2012 盐城中考 下列实验中 不能说明 流速大小对流体压强有影响 的是 解析 选b 本题考查了流体压强与流速的关系 流速越大 压强越小 流速越小 压强越大 吸饮料利用的是大气压 由于吸管里的气压小 外界气压大 从而将饮料压上来 此过程没有涉及流体压强与流速的关系 故选b 3 2013 自贡中考 甲同学做托里拆利实验 测得管内外水银面高度差约76cm 乙同学采取下面哪个措施可以改变这个高度差 a 往水银槽内加少量水银b 用粗一些的玻璃管做实验c 把玻璃管往上提一提 但不出水银面d 把实验移到高山上去做 解析 选d 本题考查大气压强 往水银槽加水银 使玻璃管粗一些 把玻璃管往上提 这三个方法既不能改变大气压的大小 又不能改变水银柱的压强 故都不能使管内外高度差变化 把实验移到高山上去做 高山上大气压小 能支持的水银柱高度变小 4 2012 德阳中考 如图所示 一个小球漂浮在水面上 有一半露出水面 当向水中加入少许食盐并搅动 待小球静止后 它受到的浮力会 a 变小b 变大c 不变d 无法判断 解析 选c 本题考查了影响浮力大小的因素 当物体处于漂浮状态时 浮力等于物体的重力 开始小球漂浮在水面上 当向水中加入少许食盐并搅动 液体密度增大 小球仍处于漂浮状态 故浮力始终等于小球的重力 故浮力不变 故选c 5 2013 呼和浩特中考 体积为60l的救生圈 所受重力为50n 体重为450n的林林同学在水中使用这个救生圈 当他处于静止状态时 下列判断正确的是 a 人和救生圈没入水中 处于悬浮状态b 人和救生圈漂浮 部分露出水面c 人和救生圈沉入水底d 以上情况都有可能 解析 选b 本题考查浮力的计算及浮沉问题 当救生圈完全浸没在水中时 它所受的浮力f浮 水gv排 1 0 103kg m3 10n kg 60 10 3m3 600n 林林同学在使用这个救生圈时 所受的总重力g g人 g救生圈 500n 所以只需救生圈提供500n的浮力即可 此时救生圈不会完全浸没 而是在水面上漂浮 故选b 6 2012 四川中考 我国 蛟龙 号潜水器 如图 在下潜试验中成功突破5000m水深大关 蛟龙 号随着下潜深度的增加 所受水的压强将 选填 变大 不变 或 变小 若海水的密度为1 03 103kg m3 蛟龙 号在深5000m处所受海水的压强为pa g 10n kg 解析 本题考查液体压强的计算及影响因素 因为液体压强随深度的增加而增大 所以 蛟龙 号随着下潜深度的增加 所受水的压强将变大 根据液体压强公式p gh可计算出 蛟龙 号在深5000m处所受海水的压强p gh 1 03 103kg m3 10n kg 5000m 5 15 107pa 答案 变大5 15 107 7 2012 安徽中考 地球的表面积约为5 1 1014m2 地球表面的大气压约1 0 105pa 则大气对地球表面的压力约为n 解析 本题考查压强公式 已知大气压强为1 0 105pa 地球表面积5 1 1014m2 所以地球表面受到的压力f ps 1 0 105pa 5 1 1014m2 5 1 1019n 答案 5 1 1019 8 2012 扬州中考 一物体的质量为2kg 体积为3 10 3