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第18课压强和浮力 专题一 压强 学科素养提升 密度计及有关密度计的问题 知识点索引 专题二 液体压强 专题三 浮力 专题一压强 知识回顾 知识点索引 1 压力 1 定义 作用在物体 的力 2 方向 指向接触面 注意与重力区别 2 压强 1 定义 面积上受到的 大小 2 压强是表示 的物理量 压力作用的效果越明显 压强就 垂直 表面上 垂直 单位 压力 压力作用效果 越大 5 定义式 6 公式变形 F P S 专题一压强 知识回顾 知识点索引 3 增大压强的方法 4 减小压强的方法 增大压力 减小受力面积 减小压力 增大受力面积 专题一压强 知识回顾 知识点索引 7 单位 简称帕 符号 1帕 牛 米2 8 注意 在运用压强公式计算时 受力面积和压力要对应 单位要统一 帕斯卡 Pa 1 专题一压强 热点聚焦 知识点索引 提示 主要根据来做 在F一定时 增大受力面积可减小压强 减少受力面积会增大压强 在受力面积一定时 增大压力会增大压强 减小压力会减小压强 热点一增大或减小压强的方法 专题一压强 热点聚焦 知识点索引 例1 2014北京 如图所示的实例中 为了增大压强的是 A 载重汽车安装了很多车轮 B 铁轨铺在枕木上 C 吸管的一端剪成斜口 D 图钉帽的面积做得较大 专题一压强 热点聚焦 知识点索引 解析本题中四种情况都是从改变受力面积的角度进行的 载重汽车安装了很多车轮 铁轨铺在枕木上 图钉帽的面积做得较大都增大了受力面积 会使压强减小 而吸管的一端剪成斜口可以减小受力面积 则会增大压强 专题一压强 热点聚焦 知识点索引 例1 2014北京 如图所示的实例中 为了增大压强的是 A 载重汽车安装了很多车轮 B 铁轨铺在枕木上 C 吸管的一端剪成斜口 D 图钉帽的面积做得较大 C 专题一压强 命题设计 知识点索引 视角一压强的概念 1 2014威海 注射器的针头做得很尖 其目的是为了增大 注射器能将药液吸入针筒是利用了 的作用 压强 大气压 解析由公式可知 注射器的针头做得很尖 是在压力一定时 通过减小受力面积来增大压强的 注射器能将药液吸入针筒是因为针筒内的气压减小 外界大气压把药液压入针筒 A 芳芳对雪地的压力比小明的小B 芳芳对雪地的压力和小明的一样C 芳芳对雪地单位面积的压力比小明的小D 受力面积和压力都不等 无法比较谁对雪地的压强大 专题一压强 命题设计 知识点索引 视角二辨认增大和减小压强的方法 2 2014广州 如图水平雪地上 穿着雪橇的芳芳总质量为70kg 没有陷入雪地 而穿着运动鞋的小明总质量为50kg 却深陷雪地 下列说法正确的是 专题一压强 命题设计 知识点索引 解析 1 由于m芳芳总 70kg m小明总 50kg 根据G mg可知 G芳芳总 G小明总 因为在水平雪地上 压力等于重力 所以F芳芳总 F小明总 故AB错误 2 如图 芳芳没有陷入雪地 说明芳芳对雪地的压力的作用效果不明显 则芳芳对雪地单位面积的压力比小明的小 故C正确 D错误 A 芳芳对雪地的压力比小明的小B 芳芳对雪地的压力和小明的一样C 芳芳对雪地单位面积的压力比小明的小D 受力面积和压力都不等 无法比较谁对雪地的压强大 专题一压强 命题设计 知识点索引 视角二辨认增大和减小压强的方法 2 2014广州 如图水平雪地上 穿着雪橇的芳芳总质量为70kg 没有陷入雪地 而穿着运动鞋的小明总质量为50kg 却深陷雪地 下列说法正确的是 C 专题一压强 命题设计 知识点索引 3 2014泰州 对于下列物品的指定部件 设计时需要考虑增大压强这一因素的是 A 旅行包的背带B 电钻的钻头C 运动鞋的鞋底D 汽车的轮子 专题一压强 命题设计 知识点索引 解析A 旅行包的背带 是在压力一定的情况下 通过增大受力面积 减小压强 不符合题意 B 电钻的钻头很尖 是在压力一定的情况下 通过减小受力面积 增大压强 符合题意 C 运动鞋的鞋底凸凹不平 是在压力一定的情况下 通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦 不符合题意 D 车轮宽大 是在压力一定的情况下 通过增大受力面积 减小压强 不符合题意 专题一压强 命题设计 知识点索引 3 2014泰州 对于下列物品的指定部件 设计时需要考虑增大压强这一因素的是 A 旅行包的背带B 电钻的钻头C 运动鞋的鞋底D 汽车的轮子 B 专题一压强 命题设计 知识点索引 4 2014安徽 切割大理石 钢板的 水刀 可以对切割表面产生高达108Pa的压强 那么 水刀 作用在10 7m2的面积上产生的压力为 N 10 解析由得 F PS 108Pa 10 7m2 10N 视角三应用压强公式或公式变形进行计算 专题一压强 命题设计 知识点索引 5 2014成都 北京时间2014年2月15日 在索契冬奥会短道速滑比赛1500决赛中 中国选手周洋以2分19秒140的成绩夺得金牌 1 若周洋的比赛成绩近似看作2分19秒 请计算她在比赛过程中的平均速度 结果保留一位小数 答案 她在比赛过程中的平均速度为10 8m s 专题一压强 命题设计 知识点索引 2 如果周洋和身上的整套装备的总质量是60kg 每只脚掌的面积是180cm2 每只冰鞋的冰刀和冰面的接触面积是10cm2 求当她穿着冰鞋双脚站立在水平冰面时 如图所示 对冰面的压强 g 10N kg 答案 她穿着冰鞋双脚站立在水平冰面时对冰面的压强为3 105Pa 专题二液体压强 知识回顾 知识点索引 1 液体压强 1 产生 由于液体受到 的作用 2 特点 液体对容器的 和 都有压强 液体具有流动性 因此液体内部朝 都有压强 3 同种液体 越大 压强越大 4 同一深度的不同种液体 越大 压强越大 5 同种液体在同一深度 朝各个方向上的压强 重力 底部 侧壁 各个方向 深度 密度 相等 专题二液体压强 知识回顾 知识点索引 2 流体压强 1 流体压强与流速关系 流体 液体 气体 流速越大 压强 流速越小 压强 2 气体和液体称为流体 常见的流体是空气和水 由于研究对象的不同部位的流速不同 会造成压强差 并出现某些现象 3 在分析时要找到不同位置的速度大小关系 横截面积小的地方流速快 越小 越大 专题二液体压强 热点聚焦 知识点索引 提示 流体的流速越快 压强越小 流速越小 压强越大 这一知识在现代生活 生产 交通运输中被广泛应用 是近几年中考的高频考点 热点二流速与压强的关系 专题二液体压强 热点聚焦 知识点索引 例2 如图所示 三枚大头针插在水平台上 上放一枚硬币 紧贴硬币上表面使劲吹气 发现硬币被抛起来了 这是因为流体的压强与 有关 吹气使硬币上方空气的压强 填 变大 不变 或 变小 专题二液体压强 热点聚焦 知识点索引 解析本题考查流体的压强与流速的关系 流体的压强与流速有关 流体的流速越大 压强越小 当紧贴硬币上表面使劲吹气时 硬币上表面由于气体的速度加快 压强变小 下面压强大于上表面压强 硬币被抛起来 专题二液体压强 热点聚焦 知识点索引 例2 如图所示 三枚大头针插在水平台上 上放一枚硬币 紧贴硬币上表面使劲吹气 发现硬币被抛起来了 这是因为流体的压强与 有关 吹气使硬币上方空气的压强 填 变大 不变 或 变小 流速 变小 专题二液体压强 热点聚焦 知识点索引 提示 液体压强的大小与液体的密度和深度有关 液体的密度越大 深度越深 液体压强就越大 在比较压强大小和分析压强变化时 注意对深度和密度这两个量进行分析 热点三液体的压强 专题二液体压强 热点聚焦 知识点索引 例3 如图所示的梯形容器中 装满了水 在容器中有A B C三个位置 它们受到水的压强的大小关系是 A PA PB PCB PAPB PCD 无法确定 专题二液体压强 热点聚焦 知识点索引 解析同一个容器中 装同种液体 因此液体密度相同 关键是比较A B C三点所处的液体深度 液体深度是指该点所处位置到自由液面的距离 对这三点来说 自由液面是相同的 就是最上面的液体所处的位置 因此hC hB hA 所以PA PB PC 专题二液体压强 热点聚焦 知识点索引 例3 如图所示的梯形容器中 装满了水 在容器中有A B C三个位置 它们受到水的压强的大小关系是 A PA PB PCB PAPB PCD 无法确定 B 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 视角一液体压强的存在 1 2012成都 下列说法正确的是 A 液体内部没有压强B 液体对容器底部有压强 对容器侧壁没有压强C 液体内部同一深度处 各个方向压强相等D 液体压强与深度有关 跟液体密度无关 C 解析液体对容器的侧壁 底部都有压强 液体内部也有压强 液体内部同一深度处 各个方向压强相等 液体压强与深度和密度有关 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 视角二气体压强与流速的关系 2 2014温州 在某次比赛中 足球运动员踢出了一记神奇的 香蕉球 足球从右侧绕过 人墙 射入球门 如图所示 这是因为踢出的足球 A 左侧空气流速快B 两侧空气流速相同C 左侧空气流速慢D 不断改变旋转方向 A 解析左侧空气流速快 则左侧压强小 右侧压强大 足球会向左运动 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 3 2014株洲 利用如图所示的装置可探究机翼升力产生的原因 压强计的两端分别置于机翼模型的上 下表面附近 用鼓风机向模型左端吹气 可观察到压强计两侧液面出现高度差 则 A 模型上方空气流速大 压强小B 模型下方空气流速大 压强大C 模型上方空气流速小 压强大D 模型下方空气流速小 压强小 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 解析由于模型做成上凸下平的形状 同一股气流在相同的时间内 通过模型的上方和下方 上方气流通过时经过的路程大 速度大 压强小 下方气流通过时经过的路程小 速度小 压强大 模型下方压强大于上方压强 模型在压强差下产生向上的升力 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 3 2014株洲 利用如图所示的装置可探究机翼升力产生的原因 压强计的两端分别置于机翼模型的上 下表面附近 用鼓风机向模型左端吹气 可观察到压强计两侧液面出现高度差 则 A 模型上方空气流速大 压强小B 模型下方空气流速大 压强大C 模型上方空气流速小 压强大D 模型下方空气流速小 压强小 A 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 视角三液体压强跟液体密度 深度的定性关系 4 2014泉州 如图所示 装有水的容器静止在斜面上 其底部a b c三处受到水的压强分别为Pa Pb Pc 则以下判断正确的是 A Pa Pb PcB Pa Pb PcC Pa Pb PcD Pa Pb Pc C 解析a b c三处的深度关系为ha hb hc液体压强随着深度的增加而增大 所以Pa Pb Pc 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 5 2014常德 将未装满水且密闭的矿泉水瓶 先正立放置在水平桌面上 再倒立放置 如图所示 两次放置时 水对瓶底和瓶盖的压强分别为PA和PB 水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB 则 A PA PB FA FBB PA PB FA FBC PA PB FA FBD PA PB FA FB 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 解析 1 由图可知 倒放时瓶中水的深度较大 根据液体压强随深度增加而增大可知 倒放时水对瓶盖的压强较大 即PA PB 故A D错误 2 正放时 瓶子中的水柱是粗细相同的 瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力 倒放时 瓶子中的水柱上面粗 下面细 一部分水压力是瓶子的侧壁 瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力 瓶中水的重力是一定的 所以正放时水对瓶底的压力大于倒放时水对瓶盖的压力 即FA FB 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 5 2014常德 将未装满水且密闭的矿泉水瓶 先正立放置在水平桌面上 再倒立放置 如图所示 两次放置时 水对瓶底和瓶盖的压强分别为PA和PB 水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB 则 A PA PB FA FBB PA PB FA FBC PA PB FA FBD PA PB FA FB C 专题三浮力 知识回顾 知识点索引 1 浮力 1 定义 浸在 或 里的物体受到液体 或气体 的 这个托力叫做浮力 2 方向 3 施力物体 或 液体 气体 竖直向上 托力 竖直向上 液体 气体 专题三浮力 知识回顾 知识点索引 2 阿基米德原理 浸在液体中的物体 受到的向上的浮力 浮力的大小等于 3 全部浸入 和 部分浸入 时物体的体积与排开水的体积比较 当物体全部浸入液体 气体 时 V排 V物 当物体部分浸入液体 气体 时 V排 V物 物体排开的液体受到的重力 专题三浮力 知识回顾 知识点索引 4 阿基米德原理表达式 F浮 G排 m排g G排是指被物体排开的液体的重力 V排是指被物体排开的液体的体积 5 公式变形 液 F浮 gV排 V排 F浮 液g 液gV排 专题三浮力 热点聚焦 知识点索引 提示 阿基米德原理阐述的是浸在液体中的物体受到的浮力大小与排开液体的重力相同 即F浮 G排 m排g 液gV排 在应用阿基米德原理时 要注意公式中字母的对应性 热点四阿基米德原理 专题三浮力 热点聚焦 知识点索引 例4 下列说法中正确的是 A 物体浸没在水中越深 受的浮力越大B 密度较大的物体在水中受的浮力大C 重的物体受的浮力小D 同体积的铁块和木块浸没在水中受到的浮力一样大 专题三浮力 热点聚焦 知识点索引 解析阿基米德原理的表达式为 F浮 液gV排 公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关 根据公式分析题目叙述的内容 问题就可以迎刃而解了 注意 物体所受的浮力跟物体自身的重力 自身的密度 自身的形状无关 专题三浮力 热点聚焦 知识点索引 例4 下列说法中正确的是 A 物体浸没在水中越深 受的浮力越大B 密度较大的物体在水中受的浮力大C 重的物体受的浮力小D 同体积的铁块和木块浸没在水中受到的浮力一样大 D 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 视角一浮力的概念 1 2014泰安 有一个实心球形物体 用弹簧测力计在空气中称重时 测力计的示数12N 当把物体一半体积浸入水中时 测力计的示数为5N 把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时 物体受到的浮力是 A 5NB 7NC 14ND 12N D 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 视角二阿基米德原理 2 2014白银 辽宁号航空母舰满载时排水量达67500t 它满载时所受的浮力为 N 当舰载机起飞后 航空母舰所受浮力将 选填 不变 变小 或 变大 g取10N kg 6 75 108 变小 解析 1 该舰满载时所受浮力 F浮 G排 m排g 67500 103kg 10N kg 6 75 108N 2 因为航母漂浮 所以F浮 G 当舰载飞机起飞后 自重G减小 则航母所受浮力变小 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 3 2014东营 如图 鱼缸中小金鱼吐出的气泡 在水中上升的过程体积逐渐变大 则气泡所受压强和浮力的变化情况是 A 压强变小 浮力变小B 压强变小 浮力变大C 压强变大 浮力不变D 压强不变 浮力不变 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 解析气泡在上升过程中 体积会逐渐变大 所处的深度变小 又因为P gh 所以气泡受到的压强在不断减小 又因为F浮 gV排 气泡排开液体的体积变大 所以气泡受到的浮力在不断变大 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 3 2014东营 如图 鱼缸中小金鱼吐出的气泡 在水中上升的过程体积逐渐变大 则气泡所受压强和浮力的变化情况是 A 压强变小 浮力变小B 压强变小 浮力变大C 压强变大 浮力不变D 压强不变 浮力不变 B 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 视角三直接运用阿基米德原理或公式变形进行计算 4 2014汕尾 如图所示为某种型号潜水艇 其体积为5 103m3 海水密度近似值取1 0 103kg m3 g取10N kg 求 它在潜入到水下执行任务时所受浮力 答案 5 107N 解析根据F浮 gV排 已知体积为5 103m3 海水密度取1 0 103kg m3 g取10N kg代入即可计算 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 视角四物体的浮沉条件 5 2014温州 将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中 如图所示 鸡蛋沉入水底 鸡蛋重为G 然后逐渐向水中加入食盐并使其溶解 在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中 鸡蛋所受的浮力随时间变化正确的是 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 解析往水中加盐 液体密度增大 排开液体的体积不变 鸡蛋受到的浮力增大 当鸡蛋露出水面排开液体的体积变小 浮力变小 最后鸡蛋漂浮于液面 浮力与重力相同 浮力不再变化 专题二液体压强 命题设计 知识点索引 视角四物体的浮沉条件 5 2014温州 将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中 如图所示 鸡蛋沉入水底 鸡蛋重为G 然后逐渐向水中加入食盐并使其溶解 在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中 鸡蛋所受的浮力随时间变化正确的是 B 学科素养提升 密度计及有关密度计的问题 知识点索引 要点 密度计的重力是一定的 将密度计放入液体足够长时间后处于漂浮状态 前提是测量液体密度不超过其量程 此时浮力等于重力 密度计读数 下大上小 是因为F浮 G mg gV 密度计进入液体越深 排开液体的体积V也就越大 而g一定 故此时液体的密度就越小 所以密度计读数是 下大上小 其示数表示液体的密度 单位为克 立方厘米 学科素养提升 密度计及有关密度计的问题 知识点索引 典例 2014泰州 小明按照教材中 综合实践活动 的要求制作简易密度计 1 取一根粗细均匀的饮料吸管 在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口 塞入金属丝的目的是使吸管能 在液体中 解析 1 为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中 吸管下端塞入一些金属丝作为配重 这样做的目的是让密度计竖直漂浮在液体中 漂浮 学科素养提升 密度计及有关密度计的问题 知识点索引 2 将吸管放到水中的情景如图 a 所示 测得浸入的长度为H 放到另一液体中的情景如图 b 所示 浸入的长度为h 用 液 水分别表示液体和水的密度 则 液 水 填 或 h与 水 液 及H的关系式是h 学科素养提升 密度计及有关密度计的问题 知识点索引 解析 2 因为吸管在 a b 图中均漂浮 所以F浮 G 所以在水和另一种液体中受到的浮力相等 又因为F浮 gV排 V排a V排b 所以 水 液 设吸管的底面积为S 根据物体浮沉条件可知 F浮水 F浮液 即 水gSH 液gSh 学科素养提升 密度计及有关密度计的问题 知识点索引 2 将吸管放到水中的情景如图 a 所示 测得浸入的长度为H 放到另一液体中的情景如图 b 所示 浸入的长度为h 用 液 水分别表示液体和水的密度 则 液 水 填 或 h与 水 液 及H的关系式是h 学科素养提升 密度计及有关密度计的问题 知识点索引 3 小明根据图 a 在吸管上标出1 0刻度线 单位g cm3 下同 再利用上述关系式进行计算 标出了0 8 0 9 1 1 1 2的刻度线 图中未画出 结果发现 1 1刻线是在1 0刻线的 填 上 或 下 方 相邻刻线的间距 填 均匀 或 不均匀 解析 3 根据 2 可知 将上端刻度与下端刻度进行比较 得到刻度线的两个特点是 上端刻度小 下端刻度大和上端刻度疏 下端刻度密 即1 1刻线是在1 0刻线的下方 相邻刻线的间距不均匀 下 不均匀 学科素养提升 密度计及有关密度计的问题 知识点索引 4 为检验刻度误差 小明取来食油 先用天平和量筒测量其密度 然后再用这个密度计测量 但操作时却出现了图 c 所示的情形 这让他很扫兴 难道实验就此终止了吗 根据经验或思考 在不更换食油的情况下 你认为可以进行怎样的尝试 学科素养提升 密度计及有关密度计的问题 知识点索引 解析 4 图 c 所示的情形 说明密度计的重力过大 应该使密度计漂浮在液体中 不能沉底 因此在不更换食油的情况下 可以少塞入一些金属丝 学科素养提升 密度计及有关密度计的问题 知识点索引 4 为检验刻度误差 小明取来食油 先用天平和量筒测量其密度 然后再用这个密度计测量 但操作时却出现了图 c 所示的情形 这让他很扫兴 难道实验就此终止了吗 根据经验或思考 在不更换食油的情况下 你认为可以进行怎样的尝试 少塞入一些金属丝 学科素养提升 密度计及有关密度计的问题 知识点索引 即练 2014成都 阅读了教材 自制密度计 的课外小实验后 小叶和小王决定进行一下尝试 1 两人选择了一个由某种特殊材料制成的条形长方体A来制作密度计 小王测得A的质量为12g 当它漂浮在不同液面上时 所受到的浮力为 N g 10N kg 0 12 解析 1 由物体的浮沉条件可知浮力等于重力 F浮 G mg