第八章压强与浮力复习1压力；2压强：增大.doc

1 / 14 第八章 压强与浮力 复习（一） 1. 压力； 2. 压强： S F p 增大和减小压强的方法 3. 液体压强： ghp ：液体密度 ：液体深度h 连通器 船闸 4. 大气压强： 马德堡半球实验；托里拆利实验 1 标准大气压= 人人mmPa7601001 . 1 5 气体压强与沸点的关系，气体压强与体积的关系。 离心式水泵 5. 浮力：浮力的产生；阿基米德原理（F浮G排液gV排） ；计算浮力的四种方法； 物体的浮沉条件及应用。 6. 流体压强与流速的关系： 机翼升力 【典型例题典型例题】 要会计算简单的固体的压力和压强；要会计算简单的固体的压力和压强； 例题例题 1：走钢丝的演员两脚都站立在直径为 2cm 的钢丝上（脚与钢丝平行） ，估算一下他 的脚对钢丝的压强是多大？他站在水平地面上的压强大约是： A. 102Pa B. 103Pa C. 104Pa D. 105Pa 分析与解：分析与解：解决此问题的关键是要了解人的体重的数量级和鞋底面积的数量级，知道 了这两个常识后就可根据压强公式估算出人对地面压强的数量级。 做为走钢丝的演员，设其体重为 60kg，其鞋底长大约为 20cm， 其鞋底面积大约为 200cm2 F=G=mg=60kg10N/kg=600N Pa m N S F p 4 2 105 . 7 22 . 002 . 0 600 Pa m N S F p 4 24 105 . 1 210200 600 他站在水平地面上的压强大约是：C. 104Pa 要会计算液体、气体的压力和压强及其有关应用问题要会计算液体、气体的压力和压强及其有关应用问题； 例题例题 2：如图所示，放在水平地面上质量为 2kg、底面积为50 2 cm的圆柱形容器中盛 有水，水深 25cm，求： （1）容器底面所受压强与压力？ （2）地面所受压力与压强 分析与解：分析与解：容器底部受到的压强与压力是液体产生的压强与压力，应从液体压强公式 考虑。地面所受压力与压强，是固体对地面的压力与压强，应从压强的定义式考虑。 2 / 14 根据题意：（1）p ghkg mNkgmPa1 109802524510 333 /./. FpSPamN 2451050101225 342 . （2）地面水平，容器施加于地面的压力大小等于容器和容器中水的重力之和。 容器重G mgkgNkgN 1 298196./. ； 因为容器呈圆柱形，其中水的重力G2大小与容器底所受水的压力大小相等，则 GFN 2 1225. 地面所受压力F GGNNN. 12 19612253185 地面所受压强 p F S N m Pa . . 3185 5010 63710 42 3 答：容器底面所受压强为245103.Pa，所受压力为 12.25N；地面所受压力为 31.85N，所受压强为637103.Pa。 例题例题 3：城市燃气供应行业常用毫米水柱作为燃气的压强单位。JMB-3 型煤气表的铭牌 如图所示（铭牌中“压力”指的是压强） 。当煤气的压强在大于 Pa，小于 Pa 的范围内，这种煤气表可以正常工作。 分析与解：分析与解：此题意在将毫米水柱所产生的压强换算成国际单位帕斯卡。 PamkgNmkgghp49005 . 0 /8 . 9/100 . 1 33 11 水 PamkgNmkgghp29403 . 0/8 . 9/100 . 1 33 22 水 例题例题 4：如图所示为火车车厢制动的示意图，已知储气筒中储有 10 个大气压的压缩空气， 活塞直径为 20cm。在紧急情况下工作人员打开制动阀门，主气路与大气相通，储气筒中的 压缩空气推动活塞向右动，闸瓦制动车轮，问利用这个装置闸瓦的最大制动力可达 N。 3 / 14 分析与解：分析与解： NmPadppdppSF 6 . 2854204 . 0 14 . 3 4 1 1001 . 1 ) 110( 4 1 )( 4 1 252 0 2 内 要会计算一般的浮力及密度方面的习题；要会计算一般的浮力及密度方面的习题； 例题例题 5：某乡村的一座小木桥，有 10 个桥桩浸入水中，假设每个桥桩浸入水中的体积为 10dm3求这座桥受到水的浮力。 分析与讨论：浮力的产生是因为浸入液体中受到液体对其上下表面的压力差，而题中 的桥桩是打入地下的，水对其下表面根本就没有压力，所以桥桩受到的浮力为零。 同理如图： 把蜡放入水中时，它会漂浮在水面上. 如果使一蜡块跟玻璃容器底部全面 接触，然后慢慢地向容器中注入水（水不能浸入蜡与玻璃容器的交界面内） ，则蜡块 向上运动，最终漂在水面上。 （填“会”或 “不会” ） 分析与解：液体对浸在其中的物体下表面的压力总大于上表面的压力，所以浮力的方 向竖直向上. 如果物体跟容器底接触很好，使液体不能浸入它们的交界面，液体便不能给 物体下表面以向上的压力，而物体上表面会受到向下的压力，所以此时物体受到液体给的 合力的方向竖直向下，物体自然“不会”向上运动。 （小结：只有浸在液体里的物体受到液体向上和向下的压力差不为零时，物体才会受（小结：只有浸在液体里的物体受到液体向上和向下的压力差不为零时，物体才会受 到浮力。只有在这个前提下，才能应用阿基米德原理讨论浮力的相关问题（如求解或判断到浮力。只有在这个前提下，才能应用阿基米德原理讨论浮力的相关问题（如求解或判断 浮力大小、物重、排开液体体积、物体体积等）浮力大小、物重、排开液体体积、物体体积等） 例题例题 6：已知空气的密度为 1.29 千克/米 3，质量为 60 千克的人在空气中受到的浮力大约 是_牛。 分析与解：分析与解：要解答此问题，关键是要知道人体的密度和水的密度几乎相同人体的密度和水的密度几乎相同这个常识， 用水的密度和人的质量求出人的体积，再代入阿基米德原理公式求出人在空气中的浮力。 3 3 6 / m mkg kg V 2- 3 10 101 60 人 NmkgNmkggF774 . 0 6/10/ 33 -2 101.29V人 人人 双称法求液体的密度：（双称法求液体的密度：（条件 人人 ） 例题例题 7：某物体在空气中称量时，弹簧测力计的示数为 5N，完全浸没在水中称量时， 弹簧测力计的示数为 2N；完全浸没在另一种液体中称量时，弹簧测力计的示数为 1.5N。 求这种液体的密度。 分析与解：分析与解：依次求出物体的重力，液体对物体的浮力，物体的体积，所求液体的密度。 4 / 14 解法 1： g G g F V GF 人 人 人 人 人人 1 1 1 1 G G 物体浸在第二种液体中浮力为 3333 1 2 1 22 2 2 /1017 . 1 /100 . 1 25 5 . 15 G G G G V GV mkgmkg NN NN G G g G g G g F GgF 水 视 视 水 视 视浮 液 视液浮 解法 2：物体在两种液体当中全部浸没，所以排开液体的体积相等，则所受浮力与液 体的密度成正比，即： 3 1 2 G G mkgmkg NN NN G G F F F F /1017 . 1 /100 . 1 25 5 . 15 333 1 2 2 1 人 人 人 人 人 人 人 人 人 人 人 露排比不变原理（同种物质的不同物体同种物质的不同物体漂浮在同一液面上，露出体积和排开体积不变） ； 例题 8：体积是 1000cm3的正方体木块漂浮在水面上，它没入水中部分的体积是 600cm3，如图所示，如果将木块的体积截去 1/3，则剩下部分木块露出的体积与浸入水中 的体积之比是： A. 2:3 B. 2:5 C.3:5 D 无法确定 解：解：因为木块漂浮在水面上，所以： GF 浮 VVgg 木排液 即 常数 木 木液 液 木 液 木 排 露 液 木 液 木 排露 液 木 排 V V)1 ( V V)1 ( V V V V VVVV 3 2 /100.6 /100.6-/101 V V)1 ( V 33 3333 mkg mkgmkg V 木 木液 液 木 液 木 排 露 即： 5 / 14 【模拟试题模拟试题】 （答题时间：100 分钟） 海淀区力学复习参考题海淀区力学复习参考题 一、单项选择题一、单项选择题 1. 如图 1 所示，一个小孩沿水平方向用力推静止在水平地面上的小汽车，但小汽车仍然 保持静止，则 （ ） A. 小孩对车的推力小于车受到的重力 B. 小孩对车的推力与车受到的重力平衡 C. 小孩对车的推力小于车受到的阻力 D. 汽车受到的是平衡力 2. 如图 2 所示，放在粗糙水平桌面上的书能静止，其原因是（ ） A. 受到重力、支持力、摩擦力，这三个力的合力为零 B. 书受重力、书对桌面的压力，这两个力的合力为零 C. 桌面对书的支持力、书对桌面的压力、桌面对书的摩擦力，这三个力的合力为零 D. 重力、桌面对书的支持力，这两个力的合力为零 3. 站在水平地面上的小明和小红沿水平方向拉一个测力计，如图 3 所示，测力计在静止 不动时，下面说法正确的是 （ ） A. 小明对测力计的拉力是 3.6N ，小红对测力计的拉力为零 B. 小明与小红对测力计拉力的合力是 3.6N C. 小明、小红对测力计拉力都是 1.8N D. 以上说法都不对 4. 游泳的人由河边走向深水处的过程中，如果河底布满碎石子，则 （ ） A. 脚越来越疼，因为水对脚的压力越来越大 B. 脚疼得越来越轻，因为河底对人的支持力越来越小 C. 脚越来越疼，因为水对人的浮力越来越大 D. 脚疼得越来越轻，因为人受到的重力越来越小 5. 新鲜鸡蛋在水中会下沉，小华向水中加盐并轻轻搅拌，随着盐的溶解，可以看到鸡蛋 会上浮，如图 4 所示，这是因为 （ ） A. 鸡蛋的重力减少，重力小于浮力 B. 鸡蛋的质量减少，浮力增大 C. 鸡蛋排开盐水的体积增大，浮力增大 D. 液体的密度变大，鸡蛋所受的浮力大于重力 6 / 14 6. 下列说法正确的是 （ ） A. 能浮在盐水面上的物体，也一定能浮在水面上 B. 将体积相等的实心铁球和木球同时放入水中，静止时木球比铁球受到的浮力小 C. 轮船在海里航行比在河里航行时受到的浮力大，所以船要上浮些 D. 质量相等的木块和蜡块都漂浮在水面上，木块比蜡块受到的浮力大 7. 大气压强的值为 105Pa，则大气压对你的一只大拇指指甲表面的压力大约是 （ ） A. 1000N B. 100NC. 10N D. 1N 8. 爸爸和上小学的女儿都光脚在沙滩上走，关于他们在沙地上脚印深浅的判断正确的是 （ ） A. 因爸爸比女儿重，所以爸爸的脚印比女儿的脚印深 B. 因女儿的脚小，所以女儿的脚印比爸爸的脚印深 C. 爸爸和女儿的脚印深浅可能相同 D. 爸爸和女儿的脚印深浅不可能相同 9. 下列实验不能说明大气压存在的是 （ ） 10. 如图 5 所示，质量相等的 A、B、C 三个小球，放在同一液体中，结果 A 球漂浮，B 球悬浮，C 球下沉到容器底部，下列说法中正确的是（ ） A. 如果三个小球都是空心的，则它们的体积可能相等 B. 如果三个小球的材料相同，则 A、B 两球一定是空心的 C. 如果三个小球都是空心的，则它们所受浮力的大小关系为 FAFBFC D. 如果三个小球都是实心的，则它们密度的大小关系为 ABC 11. 一个小球浸没在水中，小球只受到重力和浮力两个力的作用且两个力合力的大小不 变，则下列判断正确的是 （ ） A. 小球一定处于静止状态 B. 小球一定向下运动 C. 小球在液体中的运动状态一定不改变 D. 小球的运动状态可能不变 12. 某学生做以下实验：先在一只玻璃水槽中注入一定量的水，后将盛有一些小石子的 塑料小船放入水里（如图 6 甲所示） ，测得船底到液面的距离为 h，再每隔一定时间向水里 加食盐并搅动，直至食盐有剩余。问在他所绘制的吃水线至船底距离 h 随加盐量而变化的 图像中（如图 6 乙所示）正确的是 （ ） 7 / 14 二、多项选择题二、多项选择题 13. 图 7 中所示的各种现象中，物体运动状态发生改变的是 （ ） 图 7 14. 下列用连线表示的物理现象与它们在生活中实例的联系，其中正确的是 （ ） A. 大气压强现象用吸管吸饮料 B. 物体受浮力现象氢气球脱手后升空 C. 惯性现象汽车突然刹车，乘客向前倾倒 D. 摩擦现象用瓶盖起子启瓶盖 15. 大气压与生产、生活、科研紧密相连，下面几个选项中，分析正确的是 （ ） A. 做托里拆利实验时，若有空气进入管内，则测出的大气压值比实际值大 B. 人吸气时，肺的容积增大，肺内空气压强变小，大气压将外部空气压入肺内 C. 用高压锅煮食物容易煮熟，原因是压强越大沸点越低 D. 用吸盘将玻璃板提起是靠大气压力的作用 三、作图题三、作图题 16. 如图 8 所示，一木块质量 5kg，在光滑的斜面上下滑，受到斜面的支持力为 30N，请 画出此物体所受各力的示意图。 17. 在自动化生产线上，常用传送带传工件，如图 9 所示，一个工件与传送带一起以 0.3m/s 的速度水平向左匀速运动，不计空气阻力，请在图中画出工件所受各力的示意图。 四、填空题四、填空题 18. 如图 10 所示，在水平的水泥地面上用测力计沿水平方向匀速向右拉动一木块，测力 计的示数是_N，木块受到的摩擦力是_N，木块受到的合力是_N。 19. “暴风雨来临前，狂风把小树吹弯了腰，把落叶吹得漫天飞舞”前一句是说风力 使小树_；后一句是说风力使落叶的_发生了改变。 20. 一个中学生的体重约_N，站在水平地面上时，对地面的压强约为 8 / 14 _Pa。在水中游泳时受到的最大浮力约_N。 21.大型平板车为了装载很重的物体，平板车要装有很多车轮，这是为了_， 车轮有凹凸不平的花纹是为了_，车轴上装有滚珠轴承是为了_。 22. 浸没在水中的石块，它排开水的质量是 4kg，它受到的重力是_N，它排开 的水受到的重力是_N， 石块受到的浮力是_N。 （石块的密度为 2.5103kg/m3，g 取 10N/kg） 23. 在海拔 3000m 以上的高原地区，汽车发动机的冷却水容易沸腾，是因为高原地区气 压 1 标准大气压，水的沸点 100。而人在该地区吸气困难，与在平原相比， 吸气时肺的容积要扩张得更 些，肺内的气压要变得更 些。 24. 三国时代，诸葛亮曾放出一种“会飞”的灯笼，后人称其为“孔明灯”，如图 11 所示。 它上升的主要原因是：灯笼内的热空气密度 空气密度，导致灯笼受到的浮力 _灯笼重力，所以灯笼才上升。 25. 如图 12 所示，物体浸没在水中时，所受到的浮力为_N；如果直接将该物体 投入水中，该物体将_（填“上浮”、 “悬浮”或“下沉”） ；从图乙、丙可以看出浮力 的大小与液体的_有关。 26. 在研究浮力问题时，某同学做了如图 13 所示的实验，则实验中 F1、F2、F3、F4的关 系式是：_ 27. 在远洋轮船的船舷上，都漆着几条“载重线”俗称“吃水线” ，轮船满载时，水面不 能超过规定的“载重线” 。图 14 所示为一艘远洋轮船及载重线的示意图，其中标有“W” 的是北大西洋的载重线，标有“S”的是印度洋的载重线，由此可知，北大西洋海水的密 度_（填“大于” 、 “等于”或“小于” ）印度洋海水的密度。 当轮船由北大西洋驶向 印度洋时，轮船在海水中受到的浮力将_。 （填“变大” 、 “变小”或“不变” ） 28. 小明想用如下的方法测量大气压强：将一个面积为 110-3m2的吸盘按在光滑水平桌 面上，挤出里面的空气，用弹簧测力计测量大气压力（如图 15 所示） ，然后计算大气压强。 若大气压强为 1.01105Pa，则小明用的弹簧测力的测量范围至少是_N，才能完成 9 / 14 这个测量。 五、实验探究题五、实验探究题 29. 图 16 是利用木块验证阿基米德原理的实验过程，弹簧测力计的一个黑格或一个白格 表示 0.5N。请回答下列问题： （1）图 a 中利用弹簧测力计测量的是木块受 力的大小；从而得知木块在图 c 中漂浮时受到的 力大小。 （2）图 d、e 中两次测量的目的是为了 ； （3）根据弹簧测力计示数分析比较可知：漂浮在液面上的物体受到的浮力大小与阿基 米德原理的结论 （选填“相符”或“不相符”） 。 30. 如图 17 所示是一个量筒和一个玻璃制成的小试管，另有适量的水。请你设计一个实 验，测出这个小试管的玻璃密度。 （1）写出简要的实验步骤；（2）根据实验中测得的物理 量（用字母符号表示）写出试管玻璃密度的表达式。 （1）实验步骤： 。 （2）表达式：玻璃= 31. 小明利用压强计（如图 18 甲、乙所示）进行探究液体内部压强规律，下表是小明探 究过程中记录的实验数据： 10 / 14 （1）小明根据上述数据记录，进行了数据的分析和论证认为，比较序号为 的三组数据可得出结论：液体的压强随深度的增加而增大； （2）比较序号 的三组数据可得出结论：在同一深度，液体向各个方向的压强 相等； （3）比较序号为 的两组数据可得出结论：不同液体的压强还跟液体的密度有 关系。 32. 某兴趣小组在研究马铃薯在水中的浮沉情况时，通过往水中加盐，终于使马铃薯漂 浮在水面上。由于时间关系，当时并没有及时收拾实验器材，几天后他们来收拾时，惊奇 地发现原来浮在水面的马铃薯又都沉在容器底部，如图 19 所示；他们决定对这一现象进行 研究。对此现象，他们提出了以下几种猜想： 猜想 1：可能由于水的蒸发，盐水的密度变大，导致马铃薯下沉； 猜想 2：可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后质量变大，导致马铃薯下沉； 猜想 3：可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后体积变小，导致马铃薯下沉； 经过一番讨论，他们马上否定了猜想 1，你认为他们否定的理由是： _ _，接着他们就猜想 2 和猜想 3 进行了如下的实验操作： （1）取三块马铃薯，编上 A、B、C 号，分别测出其质量和体积； （2）配制一大杯盐水； （3）将三块马铃薯放在盐水中，使其漂浮，几天后发现马铃薯都沉在容器底部，将其 捞出、擦干，分别测出其质量和体积。 实验数据如下表： 马铃薯的编号质量/g体积/cm3 放入盐水前在盐水中下沉后放入盐水前在盐水中下沉后 A44.839.24033 B56.148.85041 11 / 14 C77.367.96957 请分析上述实验数据后回答： 猜想 2 是_（选填：“正确”或“错误”）的；你认为导致马铃薯下沉的原 因是_。 六、简答题六、简答题 33. 阅读探究题 草原犬鼠的空调系统草原犬鼠的空调系统 图 20（甲）是非洲草原犬鼠洞穴的橫截面示意图，犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平 的，而另一个则是隆起的土堆，生物学家不是很清楚其中的原因，他们猜想：草原犬鼠把 其中的一个的洞口堆成土包状，是为了建一处视野开阔的了望台，但是如果这一假设成立 的话，它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢？那样不是有两个了望台了吗？实际上两个 洞口形状不同，决定了洞穴中空气中流动方向。吹过平坦表面的风运动速度小，压强大； 吹过隆起表面的风流速大，压强小。因此，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带去了 习习凉风。 请完成下列问题： （1）在图 20 甲上标出洞穴中的空气流动的方向； （2）运用上文提到的物理知识说明，乘客为什么必须站在安全线以内的位置候车？ （图 20 乙） 七、计算论述题 34. 弹簧测力计下吊着一重为 1.47N 的石块，当石块全部浸入水中时，弹簧测力计的示 数为 0.98N。 求：（1）石块受到的浮力；（2）石块的体积；（3）石块的密度。 35. 将一个挂在弹簧测力计上的物体完全浸入盛满水的容器中（未碰到容器底及侧壁） ， 溢出了 0.24kg 的水，弹簧测力计的示数是 1.2N。请你尽可能多的求出与该物体的有关物理 量。 （正确求出 3 个物理量可得满分，g 取 10N/kg） 示例：可求出排开水的体积：V排= = =2.410-4m3 解： 36. 小亮在学习了“浮力”之后，做了一个观察鸡蛋悬浮的实验，其主要操作步骤如下： 如图 21 所示，先在水平桌面上放置一个底面积为 100cm2的圆筒形容器（厚度可忽略） ，向 容器中注入 10cm 深的水，再取一个鸡蛋，称得其质量为 55g，将它轻轻放入水中，发现鸡 蛋沉至容器底部，此时测得水面升高了 5mm，然后，向容器中加食盐并不停地搅动，直到 鸡蛋恰好悬浮起来为止，请计算： （1）容器中放入鸡蛋时，水对容器底部的压强是多大（g 取 10N/kg） （2）当鸡蛋悬浮起来时，盐水的密度是多少？ 37. 如图 22 所示，张强同学家的高压锅盖上标有“铝制品厂 18cm 压力锅”的字样，他 测得高压锅限压阀的质量为 70g，排气孔的横截面积约为 10mm2。问这个高压锅工作时， 12 / 14 其内部水蒸气的最大压强为多大?若锅盖面积为 260cm2，则它所能承受的压力至少多大才 能保证安全?（设大气压 p0=105Pa） 38. 如图 23 所示，是小明为防止家中停水而设计的贮水箱。当水箱中水深达到 1.2m 时， 浮子 A 恰好堵住进水管向箱内放水，此时浮子 A 有体积露出水面（浮子 A 只能沿图示位 置的竖直方向移动） 。若进水管口水的压强为 1.2105Pa，管口横截面积为 2.52，贮水箱 底面积为 0.8m2，浮子 A 重 10N。求： （1）贮水箱能装多少水？ （2）浮子 A 的体积应多大？ 13 / 14 【试题答案试题答案】 参考答案参考答案 一、单项选择题 题号 123456789101112 答案 DDDBDBCCDBDD 二、多项选择题 三、作图题 16. 17. 四、填空题 18. 2.8 2.8 0 19. 发生了形变 运动状态 20. 500 2.5104 500 21. 减小压强 增大摩擦 减小摩擦 22. 100 40 40 23. 低于 低于 大 小 24. 小于 大于 25. 1 下沉 密度 26. F1-F2=F4-F3 27. 大于 不变 28. 101 五、实验探究题 29. （1）重 浮（2）测量排开的