专题8：-压强和浮力

1、专题8:-压强和浮力 作者: 日期：专题8:压强和浮力考纲要求1 .通过实验探究，学习压强的概念。能用压强公式进行简单计算；知道增大和 减小压强的方法。2 . 了解液体压强的特点。说明：不要求计算不规则容器的繁杂计算和压强问题，但可以有定性的分析。压强只要求应用公式本身及变形公式进行简单计算，不要求与其他公式综合解 决计算问题。3 . 了解测量大气压强的方法。说明：测量大气压强，在实验设备和方法上都有一定的难度。课程标准只提出 了 “了解”的要求。4 .通过实验探究，认识浮力。知道物体浮沉的条件。经历探究浮力大小的过 程，知道阿基米德原理。说明：阿基米德原理不做综合题。抓住两点，一是阿基米德原

2、理本身，即浮力 与所排液体所受重力的等量关系；二是浮沉条件，即物体的浮沉决定于浮力与 物重的关系，它是二力平衡条件的延伸。只限于这两个条件的直接运用。过多 的综合计算会冲淡学生对这两个重要物理规律的认识。5 .通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系。说明：要用流体的压强与流速的关系解释实际应用问题。命题导向纵观全国各地近几年的中考试题，考查有关本章知识所涉及的内容有：实例辨别是增大压强还是减小压强，如何运用压强公式进行简单计算，实例辨别连通器，用有关压强的知识解释生产、生活中的现象，大气压强的应用，物体的浮沉条件及其应用，利用浮力知识设计实验，根据阿基米德原理进行简单计 算等.对本章的考

3、查，一是考查应用技能，如增大或减小压强的方法、浮力的 计算等，二是对探究式实验的考查.题型以填空题、选择题、计算题和实验探 题题为主，试题难度以中等为主.本章内容在中考中所占比例约是12%,属于重点、难点内容。定义：垂直作用在物体表面上的力叫压力。 压力方向：垂直于受力物体表面。（与重力方向不i影响压力作用效压力的大小受力面积的大小物理意义：表示压力作用效果的物理量。定义：物体单位面积上受到的压力叫压强。用符号 p表示。计算公式：p f （f物体受到的压力大小，s一物体的受力面积）(1)s 不变，ft;增大压增大与减小压强的方法（2）f 不变，s；减小压强：与增大压强方法则相体验液体压强的存1

4、装有液体的容器的形变原因：是由于液体受到重计：u型管两侧液面高度差来反映压强大小压强液体压强液体压强特（2）液体内部向各个方向都有压强;（1）液体对容器底和壁都有压强,计算公式：p= pgh,p是液体密度，单位是千克/米3;、g=9.8牛/千克；压强与浮力“根据液体压强公式：可得，液体的压强与液体的密度和深度有关，而与液体的体积大气压强：大气对浸入其中的物体有压强，这种压强叫做大气压强。证明大气压强存在的实验是：马德堡半球实验。v大气压强（生活中的大气压：吸盘，吸管等大气压的影响因素：高度（大气压强随高度的增大而减小即高度越大，气压越低）天气“ 沸点与气压关系：一切液体的沸点，都是气压减小时降

5、低，气压增大时升高。定义：一切浸在气体或液体中的物体受到气体或液体对其的向上的托力，这个力叫做浮力。方向：浮力方向总是竖直向上的（物体在空气中也受到浮力）。一一一 称重法:下沉物体所受到的浮力f浮 g物 g物阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力大小等于它排开的液体受到的重力。（浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力）阿基米德原理公式：f = g ,= p v g o（1）称量法：f浮=g f ,j（g是物体受到重力，f是物体浸入液体中弹簧秤计算浮力方法|的读数）、（2）压力差法：f浮=5 向上-f向下（3）阿基米德原理：（1）轮船：用密度大于水的材料做成空心，使

6、它能排开更多的水。（2）潜水艇：通过改变自身的重力来实现沉浮。浮与沉重力与浮力的大小物体的弋液体的密j1浮沉条件悬浮f浮g物物液下沉f浮g物物液上浮f浮g物物液漂浮f浮g物物液核心考点解密一、压强1、压强垂直压在物体表面上的力叫压力。压力并不都是由重力引起的，一般压力 不等于重力。把物体放在水平桌面上时，如果物体不受其他力，则压力等于物 体的重力。研究影响压力作用效果因素的实验结论是：压力的作用效果与压力和受力面积 有关。物体单位面积上受到的压力叫压强。压强是表示压 ？饔饕眯q奈锢破俊？压强公式：p=f/ s,其中：p 压强 帕斯卡（pa）；f 压力牛顿（n）s受力面积米 2 （m2） o2、

7、增大或减小压强的方法增大压强的方法：增大压力、减小受力面积、同时增大压力和减小受力面 积。减小压强的方法：减小压力、增大受力面积、同时减小压力和增大受力面积。二、液体的压强1、液体压强特点液体内部产生压强的原因：液体受重力且具有流动性。液体压强的特点：液体内部朝各个方向都有压强；在同一深度，各个 方向的压强都相等； 深度增大，液体的压强增大；液体的压强还与液体的 密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。2、液体压强的大小液体压强公式：p= pgho说明：公式适用的条件为：液体。公式中物理量的单位为： p pa；pkg/m3; g n/kg ； hm从公式中看出：液体的压强只与液体的密

8、度和液体的深度有关，而与液 体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶 实验充分说明这一点。3、连通器上端开口，下部连通的容器叫连通器。原理：连通器里装一种液体且液体不流动时，各容器的液面保持总是相平 的。应用：茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等。三、大气压强1、大气压的存在实验证明：大气压强是存在的，大气压强通常简称大气压或气压。2、大气压的测量一一托里拆利实验。实验过程：在长约1mi 一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然 后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些就不在下降，这 时管内外水银面的高度差约为 760mm原理分析：在管内，与管外

9、液面相平的地方取一液片，因为液体不动故 液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压 =水银柱产生的压强。结论：大气压p0=760mmhg=76cmhg=1.0105pa（其值随着外界大气压的 变化而变化）。说明：a实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真 空；若未灌满，则测量结果偏小。b本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10.3 mc将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不 变，长度变长。标准大气压一一支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。1标准大气压=760mmhg=76cmhg=1.01305pa ,可支持水柱高约10.3m大气压的变化：大气

10、压随高度增加而减小，大气压随高度的变化是不均匀的，低空大气压减小得快，高空减小得慢，且大气压的值与地点、天气、季节 的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。大气压的测量：测定大气压的仪器叫气压计。气压计分为水银气压计和无 液气压计。大气压的应用：活塞式抽水机和离心水泵。四、流体压强与流速的关系1、流体压强与流速的关系在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。2、飞机的升力机翼的上下表面存在的压强差，产生了向上的升力。五、浮力1、浮力的大小浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力，这就 是著名的阿基米德原理（同样适用于气体）。2、浮力的公式：f彳?= g排=睇v排

11、g从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体 积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。3、浮力的产生浮力是由液体（或气体）对物体向上和向下压力差产生的。六、浮力的应用1、物体的浮沉条件浸没在液体中物体，当它所受的浮力大于重力时，物体上浮；当它所受的 浮力小于所受的重力时，物体下沉；当它所受的浮力与所受的重力相等时，物 体悬浮在液体中。漂浮在液面上的物体受到的浮力等于受到的重力。2、浮力的应用轮船：采用空心的办法增大排水量。排水量一一轮船按设计的要求满载时 排开的水的质量。潜水艇：改变自身重来实现上浮下沉气球和飞艇：改变所受浮力的大小，实现上升下降经典

12、例题突破*oil山东临沂）9.根据某建筑工程需要制成了一体积为im的正方体大理石块，经测定大理石块的质量为 2.7xi03kg。（g取10n/kg）（1）该大理石的密度是多少？（2）该大理石块放在水平地面上对地面的压强是多少？【解题思路】（1）已知大理石的质量和体积，根据公式m/v可求密度。（2）知道大理石的质量，可以求对地面的压力f=g=mg又知道正方体的体积可求其边长，然后可求受力面积 s,再根据压强公式求解；【答案】解：（1）大理石密度3m 2.7 10 kg33p =- 3- 2.7 10 kg / mv 1m（2）大理石对水平地面的压力为f=m驴 2.7 x103kg x10n/kg

13、=2.7 x104n体积1m3的正方体大理石块底面积为 s= 1n2大理石对水平地面的压强为2.7 104nz21m-4 _2.7 10 pa【点评】本题考查密度和压强的计算，关键是考查密度公式和压强公式的应 用，难度较大。（2011 浙江绍兴市9题4分）小敏利用海绵、桌子和整码进行了如图探究实验。下列对整个探究活动的分析不正确的是（）甲乙岗a.探究的问题：压力的作用效果与什么因素有关b.探究的方法：控制变量法c.探究过程分析：通过观察海绵凹陷面积大小判断受力效果d.探究的结论：压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关【解题思路】此题主要通过控制变量法探究出影响压力作用效果的因素。通过甲、

14、乙两图得出压力的作用效果与压力的大小有关，乙、内两图说明压力的作用效果与受力面积有关。故答案为 co【答案】c【点评】此题通过控制变量法探究出影响压力作用效果的因素，考查了学生实验探究能力和分析问题得出实验结论的能力。解答时知道转换法和控制变量法 的应用。是一道基础的实验探究题。（2011 广东湛江）22. 2010年12月30日通车的湛徐高速，使得从湛江市 区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时，从而使雷州半岛的居民从此真正进 入湛江市“一小时生活圈”.今年“五一”期间，爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参 观“大汉三墩”景点，汽车包括车上的人和物品）质量为1.8x103kg,车轮

15、与地面 的总接触面积为0.09m：当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽 车发动机牵引力为1000n效率为30%,汽油白热值为4. 6x107 j/kg（假设汽油完全燃烧，g取10n/kg） 求:(1)汽车静止时对路面的压强.(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率.(3)若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返250kmi牵引力做的功是多少？李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg ?【解题思路】(1)压强的公式p= f ,水平路面受到的压力等于汽车的总重 s.一一. f g mg力g总，g=mg所以pq =,代入数据可求出路面受到的压强。(2) s s s,、w 一

16、 - 一根据功率的定义可得牵引力的功率 p7,牵引力所做的功 w=fs而速度公式 w fsv=st,即：p=f = =fv; (3)汽车发动机工作时，是汽油元全燃烧放出的内能转化为机械能，即发动机牵引力所做的功，可利用公式w=fss行计算，发动机做功时，一部分内能散失在空气中，还有一部分能量克服摩擦而损失，牵引力做的功占燃料完全燃烧放出的热量的比例即为发动机的效率”。根据效率的w wq一，公式“=w可得q放=一,再利用燃料的热值公式变形为 m=得出所需要的汽 okqq油质量。【答案】22.解：汽车静止时对地面的压力f=g=m=1.8 x103kgx10n/_ _4kg=1.8 x10nw=fs

17、1000nx2.5 x105m=2.5x108jw w得q mq全程往返约250km需要汽油的质量为:w m q18.12kg2.5 108 j30% 4.6 107 j/kg答：(1)汽车静止时对在地面的压强 2x105pa.(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率 2.5 x104w(3)全程往返约250km牵引力所做的功2.5x108j;全程往返约250km需要汽油的质量为18.12kg .说明：用其他方法解答，正确的同样给分.【点评】本题考查了压强p= f、功率p=fv、机械功w=fs效率”、燃料的s热值q、热量q放等知识点，由于压强和功率的符号相同，容易引起学生的混淆，

18、功率p=fq公式也比较难理解，效率的问题中，要判断有用功和总功也不是一件容易的事，所以本题难度较大。(2011哈尔滨)27.边长为4cm密度为2x 103kg/m3的立方体橡皮泥块，放在足够多的水中，沉入水底；当把它捏成一只小船时，便能漂浮在水面上.以下计算结果正确的是(p水=1.0x103 kg/m3,g=10 n/kg)(a.橡皮泥块白质量是l2.8 gb.橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是1.28 nc.橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是 0.64 nd.橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是l.28 x10-4m3【解题思路】m=p v=2g7cn34x 4 3cn3=128g, a错；橡皮泥浸没后，

19、排开液体体积等于物体体积，f浮二p 液gv排=1.0x103 kg/n3x10 n/kgx (4x 10-2项3=0.64n, b错；橡皮泥小船漂浮时，二力平衡 f浮=g物=mg=0.128kg f2 , p i p 2 b . fi = f2 , p 1 p 2c. fi p 2 d . fi f2 , p i p 2解析：甲、乙两个圆柱形容器形状不同，装入液体的密度不同，但液体的深度相同，甲容器中液体的密度为 pi,液体对容器底产生的压强为pi = p igh;乙容器中液体的密度为p 2,液体对容器底产生的压强为p2 = p2gh。根据p2=2pi,可推知p2 = 2 pi,故有pip2。

20、当甲、乙两球放入两液体静止后，f 甲二f 乙，则有 fi +p ighsi= f2 + p2ghs2,因为 p ighs f2,答案：a 思路点拨：本题综合考查了密度、液体的压强、浮力等知识，本题涉及了两个 过程，运用对比分析，抓住等量关系列式，是解题的关键。真题初体验（20ii山东范泽）24. （6分）你可以把轮船改装成“水下飞机”吗？参照你对飞机的理解，完成下列问题：（d .为保证船员的生命安全，必须让这个水下飞机在失去动力时自动浮上水面，舱体设计必须满足的基本条件是：（2）若没有潜艇的“吸水和排水”装置，如何让水下飞机下沉呢？（要求:用简短文字和简图说明你的设计）（3）按照你的设计，水下

21、飞机下潜时，会停留在需要的深度做水平前进吗？要能控制水下飞机的下沉速度，并能让它保持一定深度水平前进，你又将怎么改变你的设计呢？ （ 2分难）【解题思路】本题是一道综合性试题，意在考查液体压强与流速的关系、浮力等知识【答案】（1）密封（密闭、空心）等均可（2分）（2）给轮船安装一对下凸上平的机翼（1分）机翼截面如图所示（1分）（3）不能（1分），使机翼的上下表面的弯曲程度可调（或安装活动机翼）（1分）【点评】根据题意，细心答题即可（2011 黑龙江鸡西）9.杨老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验，在动手动脑的过程中学习物理知识，揭示物理规律。下面的实验，不能 揭示流体压强与流速关系的是 (

22、 )【解题思路】a、g d出现的现象，都能说明流速大的位置压强下。b是利用大气压把饮料吸到嘴里。【答案】b【点评】气体流速与压强的知识和大气压的知识容易混淆，同学们一定要透过现象看本质。难度较小。(2011福州)19. 2010年7月，我国自行设计、研制的载人潜水器“蛟龙号”在南海成功下潜3759m并通过机械手在海底才s上中国国旗，如图 8所示，这标志我国已成为第五个掌握大深度载人深潜技术的国家。“蛟龙号”潜入水下经过一段时间调试后匀速下潜，在匀速下潜过程中，它的动能,受到 的浮力。在插旗过程中，国旗相对于海底是 (选填“运动”或“静止”)的。若“蛟龙号”能到达设计的深潜目松00m处，它受到海

23、水的压强是pa。 (g取 10n/kg, p海水= 1.03 x103kg/m3)的8【解题思路】由于动能与物体的质量和速度有关，所以在“蛟龙号”潜入水 下经过一段时间调试后匀速下潜过程中，动能不变；而浮力与浸入液体中的深 度无关，所以受到的浮力不变；在插旗过程中，国旗相对于海底的距离在减 小，所以是运动的；p=p gh=1.03x 103kg/m3x10n/kgx 700m=7.21x 107pa。【答案】不变；不变；运动；7.21 x107o【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体浮沉条件、液体压强公式的掌握和运用，反映利用所学知识分析解决实际问题的能力，学了会用。（2011重庆市）17

24、.有两只相同的烧杯，分别盛有体积相同的水和酒精，但没有标签，小李采用闻气味的方法判断出无气味的是水。小唐则采用压强计进行探究：（1）若压强计的气密性很差，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，发现 u形管两边液柱的高度差变化 （选填大或”小）。小唐把调节好的压强计放在空气中时，u形管两边的液面应该 o（2）小唐把金属盒分别浸入到两种液体中，发现图 15（甲）中u形管两边的液柱高度差较小，认为图15（甲）烧杯中盛的是酒精。他的结论是不可靠的，因为没有控制金属盒在液体中的 相同。甲图15乙（3）小唐发现在同种液体中，金属盒离液面的距离越深，u形管两边液柱的高度差就越 ,表示液体的压强越 o（4）小唐还发

25、现在同种液体中，金属盒距液面的距离相同时，只改变金属盒的 方向，u形管两边液柱的高度差 （选填“不变或”变化）。表明在相 同条件下，液体内部向各个方向的压强 o【解题思路】（1）压强计应该有良好的气密性，若气密性差，里面进入空气， 则对外界压强的反应不灵敏，加不同压强时，两边液柱的高度差较小，若调节 好，两边的液面应该相平；（2）液体的压强不但和液体的种类（密度）有关， 还和浸入液体中的深度有关。当比较不同液体的压强时，应控制在液体中的深 度相同，否则无法得出正确的结论；（3）同种液体密度不变，离液面越深，压 强越大，u形管两边液柱的高度差就越大；（4）同种液体深度相同时，液体向 各个方向的压

26、强相等。【答案】（1）小 相平 （2）深度 （3）大 大（4）不变 相等【点评】本题主要考查液体内部压强和压强计的使用，涉及到控制变量法，对 结论性的内容的考查相对简单，难度较小。（2011年无锡市）23.悬停在空中的直升机受到升力和 力的作用，其中升力的施力物体是。【解题思路】地球上的任何物体都受到地球的吸引即重力作用，直升机停在空 中受到的升力作用，是由螺旋桨转动时，螺旋桨上下表面空气产生不同压强差 造成的。【答案】重空气【点评】本题考察学生对物体的受力分析的理解，学生易错在认为升力的施力 物体是直升机的发动机，难度中等。（2011 江苏南京18题2分）如图为运载“渣土”的某型号载重车的示

27、意图.（1）为保证交通安全，交管部门规定“渣土车”在市区行驶的速度不得超过 30knh.在遵守交通规则的前提下，“渣土车”行驶3000m至少需要h.（2）图中的6轮“渣土车”装载渣土后总质量为12t,则该车对水平路面的压力为 n .规定车辆对地面的压强不得超过 7x 105 pa ,假设每只轮胎与地面的接触面积包为0.02m2,则该车装载渣土后对地面的压力不得超过n . （g取10n/kg)【解题思路】（1） ts 3kmv 30km/h40.1h; (2) f=g=mg=1.2 x 10kgx10n/28kg=1.2 x 105 n; f=ps=7x 105 pa x0.02m2x 6=8.

28、4 x l0 4n【答案】（1）0.1 （2）1.2x 1058.4 xl0 4【点评】本题考查了速度、压力和压强的简单计算。易错点：受力面积因为 6个轮子的着地面积。试题难度适中（2011 江苏南京20题2分）如图所示，水平地面上甲、乙两圆柱形容器中的液面相平，a、b、c三点液体的压强分别为pa、pb和pc. （p酒精=0.8x103kg/m3）（1） pa、pb和pc的大小关系是 ；（2）要使水在c点的压强pc变小，可以采取的做法是（写出一种即可）.【解题思路】根据液体压强公式 p=p gh,可知同种液体的压强，随深度的增加而增大，故pb pa。同一深度时，液体的密度越大，液体的压强越大，

29、故papc。则pb papc。(2)要使水在c点的压强pc变小，只能减小液体的深度，故可以倒出适量的水。【答案】(1)pb pa f2,p 1 p 2b. fi = f2,p 1 p 2c. fi p 2d. fi f2 ,pi p 2解析：甲、乙两个圆柱形容器形状不同，装入液体的密度不同，但液体的深度 相同，甲容器中液体的密度为 p %液体对容器底产生的压强为pi = p igh;乙 容器中液体的密度为p 2,液体对容器底产生的压强为p2 = p 2gh。根据p2=2pi,可推知p2 = 2 pi,故有pip2。当甲、乙两球放入两液体静止后，f 甲二f 乙，则有 fi +p ighs= f2

30、 + p2gh4,因为 p ighsi f2,答案：a思路点拨：本题综合考查了密度、液体的压强、浮力等知识，本题涉及了两个 过程，运用对比分析，抓住等量关系列式，是解题的关键。（20ii北京）i7.意大利科学家托里拆利首先用实验的方法测出了 的数 值。解析：托里拆利首先用实验的方法测出了大气压强的数值。答案：大气压强思路点拨：记住托里拆利实验及大气压强的大小是解答此类题的关键。（20ii山东临沂）7.在探究“影响浮力大小的因素”时，同学们做了如图所示的一系列实验。请你根据图中所标弹簧测力计的示数等信息回答下列问题：（i）物体全部浸入水中受到的是 n;（2）根据图（a）、（b）、（c）实验可得出浮力的大小与有关；（3）根据图 实验可得出浮力的大小与液体密度有关。【解题思路】（1）分析图中a、b、c发现，物体逐渐浸入液体中，排开液体的体积逐渐增大，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明浮力大小与排开液体的体积大小有关；物体所受浮力的大小可以用称重法测出，即：物体在空气中的重力减去物体浸入液体中时弹簧测力计的