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文档简介

第八章 压强与浮力知识点我们把这种垂直作用在物体表面上的力叫做压力(pressure)。压力的作用

效果是使物体发生形变。

铅笔两端对手指的压力夫小相同.但手指上肌肉的凹陷程度和感觉不同。

在受力面积相同的情况下.探究压力的作用效果与压力大小的关系;在压力相同的

情况下.探究压力的作用效果与受力面积大小的关系。

当受力面积相同时.压力越大.压力的作用效果越显著:当压力大小相同

时.受力面积越小.压力的作用效果越显著。

当压力和受力面积都不相同时.我们可以用单位面积上受到的压力大小来

比较压力的作用效果。

作用在物体单位面积上的压力叫做压强(.pressure),用符号p表示。如用F

表示压力.5表示受力面积.压强可以表示为

,=詈

在国际单位制中,力的单位是N.面积的单位是m:.压强的单位是N/砰.读

作“牛每平方米”。为纪念法国科学家帕斯卡.物理学中将压强的单位也叫做帕

斯卡.简称帕.用符号Pa表示.

1Pa=lN/m。。

帕斯卡是一个很小的单位.一粒西瓜子平放时对桌面的压强大约是20PB.

一块砖平放时对地面的压强可超过l000Pa。

增大压强的方法是加大压力或减小受力面积:反之.用减小压力或加大受

力面积的方法来减小压强。

1重为200N的禾块,底面积为05m2,放在水平地面上,它对地面的压

强为多大’

如图8—6所示.容器中加入水后.蒙在容器底部和侧壁的橡皮膜明显地向外

凸起,这说明了水对容器的底部和侧壁都产生了压强。

由于液体受重力作用.且具有流动性.所以液体对阻碍它散开的容器底和

容器壁都会产生压强。

通过上面的实验探究,对于液体内部的压强,我们可以得出如下的结论:

(1)液体内部——(存在与否)各个方向的压强。

(2)在液体内同一深度处,液体向各个方向的压强大小——。

(3)液体内部的压强随深度的增加而——。

(4)液体内部的压强跟液体的密度——。

如铒8—8所示,在客器中装有密度为p的液体。要计算液体在深度为^处的压

强p,可在液体中取底面积为5、高为^的一圆柱形(或棱柱形)液体为研究对象,当

液体静止时.这个液桂也处于静止状态.所以液桂底面所受的竖直向上的压力一

定与此液柱所受重力的大小相等.即

C=F。

气球被脚一踩,它的体积将变小,球内气体的压强增大,会将球皮压破;堵住打

气筒的出气口,当打气筒的活塞下移一些后,筒内的气体体积减小,压强增大,所以

活塞翘向下压越费力。

这些事例和实验表明,在温度不变的条件下.一定质量的气体.体积减小压强就

增大.体积增大压强就减小。

在这些事例中.由于“管”中液面

上方的空气体积增大.压强减小.“管”

外的液体是在大气压强的作用下.被

压入“管”中,从而沿“管”上升的。

人们根据这样的原理.制造了活

塞式抽水机和离心式水泵。如图8—21

离心式水泵也是一种抽水机.它的主要部件是

泵壳和壳里的叶轮.如图8—22所示。

使用前要先向泵壳中灌满水。水泵启动后.叶

轮在电动机(或其他动力)的带动下高速旋转,泵壳

里的水被甩入出水管.同时在叶轮转轴附近形成了

一个压强很小的区域.进水管外面的水在大气压强

的作用下,推开进水阀门通过进水管进入泵壳。叶

轮不停地转动.水就不断地被送到高处。

通过实验可看m.不论物体漂浮在水面还是浸没在水中.物体都会受到水

对它施加的一个向上托的力。而且用其他液体代替水,也可以得到同样的结果。

浸在液体中的物体受到液体向上托的力,叫做浮力(buoyaⅡcyforce】。浮力的方

向总是竖直向上的。

漂浮在寝面上的物体和完垒浸没在j茛体中的物体都一q做浸在痕体中

的物体.因为漂浮在液面上的物体.也有一部分浸入液体中。

在图8—28所示的实验中.当玻璃圆筒沿水平方向放置时.水对玻璃圆筒两侧的

橡皮膜的压力,{和F}的大小关系是F{——F{,其合力,;}一_一;当玻璃聊筒

沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两倒的橡皮膜的压力,t和,f的大小关系是F±

——F,,其合力Fn=——,方向——。

甲在空气中剥0石堤进八水丙刺石块排开的

石堤所受的重力C。中后.弹簧测力计的水所受的重力C.。

示敷G’。

探究结幂:

(1)在空气中用弹簧测力计测得石块重G=——N。

(2)石块进入水中后弹簧剽力计的示数G’=——N,由此可知石块

所受的浮力F}=G—G’=N。

(3)月I弹簧测力计测出石块排开的水所蹙的重力C*=——N。

比较F#和C·的大小,可以发现:F}——G*。

换用煤油、酒精等其他液体做实验.是否能得出类似的结果呢?

液体对浸在其中的物体向上和向下的压力的合力.就是液体对物体的

浮力。

浸在液体中的物体受到向上的浮力.浮力的大小等于物体排开的液体所受

的重力。这个规律叫做阿基米德原理(AHhimedesP^nc;ple)。

阿基米德原理同样也适用于气体。节日里放飞的气球,就是由

于受到T空气对它的浮力而飞上天空的(图8—30);

如图8—32所示.物体浸没在水中时.受到竖

直向上的浮力R.同时还受到竖直向下的重力G。

这两个力的合力将决定着静止在水中的物体如

何运动。

当B,<G时.合力的方向竖直向下,物体就会

下沉。

当n=GB寸,合力为零,即二力平衡,此时物体

将悬浮在水中.

当玮>G时,合力的方向竖直向上,物体就会上浮。

由于物体所受的重力与物体的密度有关.而排开液体所受的重力与液体的密

度有差,所肚我们可耻找到物体密度、液体密度与物体浮沉的关系:

对于浸没在液体中的物体:当阻‘舢时,必有R<G*,物体在液体中下沉;当

阻>舢时,必有B>G*,物体在液体中上浮;当脚=舢时,必有B=G-,物体可以

悬浮在液体中。

要用密度大于水的材料制成能够浮在水面上的物体.可以把它做成空心的.

以使它能排开更多的水。轮船就是根据这个道理制造的。

潜水艇能在水面上航行,与轮船是同样的道理。但由于潜水艇中设有水箱,

通过调节水箱中的储水量.可以改变潜水艇所受的重力.从而实现潜水艇的上

浮、下潜和悬浮。..一

对于质量一定的物体.当它漂浮在液体表面时.物体所受的重力等于液体

对物体的浮力。由于浮力大小与排开液体所受的重力有关,且G#=P瞄P*,可

见,当液体的密度越大时,物体排开液体的体积就越小;反之,则排开液体的体

积越大。人们根据这个规律.制成了一种可以直接测量液体密度的T具——密

度计,如图8—38所示。

密度计上的刻度值是如何变化的.这些刻度之间的间隔是均

匀的吗?

液体和气体都没有一定的形状,并且很容易流动,因此,它们统称为流体

(nllid)。

1.河水在连续流动时.从上游流进多少水.就从下游流出多少水.也就是

说.在相同时间里.水通过任何截面的流量是相等的。

在河水深度大致相同的地方.河面宽的流速小.河面窄的流速大:在河面宽

度大致相同的地方。河水深的地方流速小.河水浅的地方流速大。

2.在纸条上方吹气.纸条上方的气流流速大.纸条下方的气流流速小。纸

条向上飘动.说明上方流体的压强小.下方流体的压强大.于是就推动纸条向

上运动。

大量的实验都表明:流体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压

强大。

乒乓球运动员或足球运动员可以让球沿各种孤线运动(图8—44).只要让

球一边旋转,一边前进就可以了。这是因为球旋转时.在球的转动方向与前进

方向相同的一倒,空气相对于球的流速小;在另一1剜,球的转动方向与前进方

向相反,空气的相对流速大。于是就产生一个从流速小的地方指向流速大的地

方的侧向力,使球的运动轨迹弯曲,形成所谓的孤田球或香蕉球。

如图8_46所示.当机翼跟气流方向平行时.由

于机翼上方气流的截面面积小.所以流速就大于机

翼前方的流速:而空气水平地流过机翼下方.因此

机翼下方的流速大致等于前方的流速。我们已经知

道.流体流动时.流速大的地方压强小.流速小的地

方压强大.可推知机翼下方的压强大于机翼上方的

压强.这样就产生了作用在机翼上的向上的力.叫

举力或升力(asccnsionalforce)。

举力是竖直向上的,它跟飞机所受重力方向相反,当举力大于重力时,飞机就

水翼船的船身下面前后方各;

体宽度大体相同。水翼的纵截面

下面大。靠船尾甲板上的螺旋桨

向后吹空气获得前进的动力.当

达到一定的速度时.水对水翼产

生足够的举力(升力).使船体不

再吃水而处于水面之上.这时船

所受的水的阻力大大减小.得以

高速行驶。一、压强1、压力:①定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。②压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在桌面上时,如果物体不受其他力,则压力F=物体的重力G③研究影响压力作用效果因素的实验:课本甲、乙说明:受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。概括这两次实验结论是:压力的作用效果与压力和受力面积有关。3、压强:①定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。②物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量③公式p=F/S其中各量的单位分别是:p:帕斯卡(Pa);F:牛顿(N)S:米2(m2)。④压强单位Pa的认识:一张报纸平放时对桌子的压力约0.5Pa。成人站立时对地面的压强约为:1.5×104Pa。⑤增大或减小压强的方法:改变压力大小、改变受力面积大小、同时改变前二者二、液体的压强1、液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性2、液体压强的规律:⑴液体内部朝各个方向都有压强;⑵在同一深度,各个方向的压强都相等;⑶深度增大,液体的压强增大;⑷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。3、液体压强公式:p=ρgh⑴、公式适用的条件为:液体⑵、公式中物理量的单位为:p:Pa;g:N/kg;h:m⑶、从公式中看出:液体的压强只与液体的密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。4、连通器:⑴定义:上端开口,下部相连通的容器⑵原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平⑶应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。三、大气压强1、大气压的测定——托里拆利实验。⑴实验过程:在长约1m,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。⑵原理分析:在管内,与管外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。⑶结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)⑷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10.3mc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。2、标准大气压——支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.013×105Pa,可支持水柱高约10.3m3、大气压的变化大气压随高度增加而减小,在海拔2000米内可近似地认为高度每升高12米大气压约减小1毫米贡柱,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。3、测量工具:⑴定义:测定大气压的仪器叫气压计。⑵分类:水银气压计和无液气压计4、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、气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、公式:F浮=G排=ρ液V排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。六、浮力的应用1、物体的浮沉条件:浸在液体中的物体,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重力时,物体下沉;当它所受的浮力等于重力时,悬浮在液体中,或漂浮在液面上。2、浮力的应用轮船:采用空心的办法增大排水量。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。《压强和浮力》专题复习

一、考点热点指津

1《压强》这部分是大纲要求掌握的重点知识内容之一。在历年的中考试题中占的比例都很大。主要考查的知识点有:对压力方向的理解、压强公式的灵活运用、增大和减小压强的方法、液体内部压强规律探究、大气压强产生的原因及其生活中与大气压有关的一些现象和实例等。

2考点命题形式非常广泛。包括填空题、选择题、说理解释、实验探究及计算题。对一般基础性知识的考查大多以填空题和选择题的形式出现,对与现实生活相联系的一些现象和实例则多以说理题的形式出现。由于压强这部分知识综合性强,易与浮力、密度、机械功等知识联系起来,所以,与这些知识相联系的综合题多以计算题的形式出现,甚至有些地区把他作为压轴题。

3近年来,由于中考命题非常注重同学们对知识的实际应用能力和科学研究方法的考查。对本节知识内容的考查有以下几大热点:⑴加强了对实验探究能力的考查。涉及这种形式考查的内容包括影响压力作用效果的因素;液体内部压强的规律;气体压强大小与体积、温度、质量关系探究等。⑵注重运用数学图像、图表分析和处理物理问题的能力的考查,涉及这方面内容的考查将会是今后中考试题中的一大亮点。⑶运用物理知识和物理原理或规律解释和解决生活中的实际问题。

二、典型例题透视

例1:(04年吉林)在图1中,正确表示压力的是()

答案:C。

透视:本题主要考查对压力方向的理解。因压力的方向总是与物体的受力面垂直,且力的作用点在物体表面。A图虽方向与物体表面垂直,但力的作用点不在物体受力面上,所以A图不对;B图中力的方向与水平地面垂直,但不是与受力面垂直,所以B图也不对;对于D图,因压力的方向是竖直向上的,不存在物体之间的相互挤压,所以不是压力;只有C图才正确显示了压力。

例2:(04年上海市)小王同学双脚与地面的面积为4×10-2m2,请根据图2中某些情况下的压强数值估算:⑴小王同学的重力;⑵小王同学平躺时与床面的接触面积;⑶小王同学背着重力为40牛的书包行走时对水平地面的压强。

答案:⑴G=F1=P1S1=1.5×104Pa×4×10-2m2=600N。⑵⑶

透视:本题着重考查同学们对压强公式的灵活运用能力。解此题的关键是要注意人站立、行走、躺着时其重力不变,但背着重物时,对地面的压力会增加;且行走时的受力面积是站立时的。

例3:(04年北京市)如图3,放在水平桌面上的容器,侧壁上有一开口弯管,弯管内的液面高度h1=0.8m;其顶部和底部的面积均为0.1m2,顶部到底部的高度h2=0.6m,容器中的液体密度为1.2×103kg/m3,则液体对容器顶部的压力为________N。(g取10N/kg)

答案:240N。

透视:此题主要考查同学们对压强公式P=ρgh和的理解和运用,解题的关键是对深度h的理解。若需求容器顶部的压力,就得先求出液体对容器顶部的压强,根据液体压强公式,液体内部某处的深度应该是液面到该处的垂直距离,所以,容器顶部的深度为h=h1-h2。则压力:F=PS=ρghS=1.2×103kg/m310N/kg(0.8m-0.6m)0.1m2=240N。

例4:两块平整的玻璃合拢后,很难被分开,是什么原因?

答案:大气压。

透视:玻璃由于很平整,合拢时就将玻璃之间的空气排出,而玻璃的外侧受大气压作用,因此要把玻璃分开,就需用很大的力克服大气压的作用才能将两块玻璃分开。

例5:做托里拆利实验时,测得水银柱高度是742mm,而当时的大气压实际是750mm水银柱,其原因是()

A玻璃管太粗B玻璃管倾斜

C玻璃弯曲D玻璃内混进了少许空气

答案:D。

透视:因托里拆利实验中,玻璃管的粗细、长短、弯曲、是否上提、是否倾斜等对实验结果均无影响。所以,只能是玻璃管内混进了少许空气才能使水银柱的高度降低。

例6:(05年月考题)为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。

表一表二表三

实验

序号压力

(N)受力面积

(cm2)实验

序号压力

(N)受力面积

(cm2)实验

序号压力

(N)受力面积

(cm2)

16.01043.01073.020

29.01554.51584.530

3122066.02096.040

⑴分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象,可得出的初步结论是__________。

⑵分析比较___________及观察到的现象,可得出的初步结论是:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。

⑶请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论。①分析比较________________;②分析比较_______________。

答案:⑴受力面积相同,压力越大,产生的效果越显著;⑵1、6、9;⑶①受力面积相同,压力越大,压力产生的效果越显著;②压力相同,受力面积越小,压力产生的效果越显著。

透视:本题主要考查同学们对压力产生效果的掌握程度外,着重考查同学们对数据表格的分析和处理能力。另外还考查同学们对控制变量法的理解和运用,即在分析压力的大小影响作用效果时,必须控制受力面积不变;在分析受力面积的大小影响作用效果时,必须控制压力的大小不变。

例7:图4是甲、乙两种液体的压强P与深度h关系图像,由图可知,甲液体的密度ρ甲与乙液体的密度ρ乙大小关系是()

Aρ甲>ρ乙Bρ甲=ρ乙

Cρ甲<ρ乙D无法判断

答案:C。

透视:此题除考查同学们对液体压强公式的理解外,着重考查同学们用数学图像处理物理问题的能力。在图像中任作一条平行于h轴(压强P相同)的直线分别交甲与乙两点。再过这两点作平行于P轴的直线交于h轴上两点,会发现h甲>h乙,并根据液体压强公式变形式:,可知ρ甲<ρ乙,所以正确选项为C。

三、常见失误分析

例1:下列说法正确的是()

A气体压强总是随体积增大而增大

B气体压强总是随体积增大而减小

C打气筒是利用气体压强跟体积的关系制成的

D利用打气筒打气时,人向上和向下拉压活塞都是增大气体压强

答案:C。

分析:同学们很易忽视结论成立的条件,可能不假思索地选B。因只有一定质量的气体,在温度不变时,体积增大时压强减小;体积减小时压强增大。所以,选项A、B都不对。用打气筒打气,人向上拉活塞时,密闭的气体体积增大,压强会减小,所以,选项D也不对。因而,正确的答案只能是C。

例2:将质量相等的水、煤油、水银分别装入底面积相同的不同容器中,且容器放在水平桌面上,如图5所示,试比较三容器底部受到液体压强的大小关系()

A.P水>P煤油>P水银B.P水银>P水>P煤油

C.P水>P水银>P煤油D.无法判断

答案:C。

分析:同学们考虑到,虽然水银的密度最大,但深度最小。简单地用公式P=ρgh考虑,很可能得出无法判断的错误答案D。如果换用一种思维方法考虑,即用压强的定义式考虑此问题,将发现很有效。根据容器的形状,我们会发现,装水的容器底部受到的压力大于水的重力,即F底>G水;装煤油的容器底部受的压力小于煤油的重力,即F底<G煤油;装水银的容器底部受的压力等于水银的重力,即F底=G水银。再由三容器的底面积相同和三种液体的质量相等,根据压强的定义式就可得到正确的答案:C。(注:解此题的关键是必须理解和掌握容器底部压力的大小与所装液体重量和容器形状的关系。)

例3:如图6所示,外界为75cmHg的大气压,管内封闭的水银柱高是40cm,若在管顶开一个小孔,则()

A管内水银会向上喷出B管内水银柱高度不变

C管内水银柱稍有下降D管内水银柱下降到与管外水银面相平

答案:D。

分析:同学们考虑到,由于大气压能支持76cm高的水银柱,所以管内水银对管顶有36cmHg的压强,若在管顶开一小孔,那么在36cmHg压强的作用下,水银就会向上喷出,于是就选A。同学们在此忽视了在管顶上方仍有大气压的作用,且大气压向下的值为76cmHg,大于36cmHg的压强,所以,开一小孔后,水银不仅不会喷出,而且将会下降到与管外水银面相平。

例4:用塑料管吸瓶子中的饮料,当饮料沿胶管上升时()

A口中的空气压强一定小球外面的大气压

B口中的空气压强一定大于外面的大气压

C口中的空气压强一定等于外面的大气压

D以上三种情况都有可能

答案:A

分析:有些同学看题后,不认真思考题设情境,简单地认为人口与外界大气相通,同一地点人口内空气的压强与外界大气压相等,于是就武断地认为选项C正确。实际情况下,饮料要到人口里,则塑料管内液面的高一定高于瓶内液面的高,如果人口内空气的压强等于外界大气压,这样,人口内空气的压强与塑料管内液体产生的压强之和就大于外界大气压与瓶内液体产生的压强之和,那么,饮料不仅不会流入到口里,管内液面反而会下降。所以,只有口内空气的压强小于外界大气压,饮料才能被吸入到口里。

四、竞赛专题解析

例1:某小组同学研究圆柱体上(或下)表面受到液体的压力大小与液体的深度、密度的关系。实验时,该小组同学把一个高为0.1米的实心圆柱体浸没在甲、乙两种液体中(液体甲的密度大于液体乙的密度),如图7所示,并不断改变它所处的深度。他们利用仪器测得液面到圆柱体上表面的距离及圆柱体上、下表面受到液体的压强,并利用公式求得上、下表面受到液体的压力,记录数据如表一、表二所示。

表一液体甲

液面到上表面的距离h(米)00.020.040.060.080.10

上表面受到液体的压力(牛)00.200.400.600.801.00

下表面受到液体的压力(牛)1.001.201.401.601.802.00

表二液体乙

液面到上表面的距离h(米)00.020.040.060.080.10

上表面受到液体的压力(牛)00.160.320.480.640.80

下表面受到液体的压力(牛)0.800.961.121.281.441.60

⑴分析比较________________数据及相关条件,可得出的初步结论是:在同种液体中圆柱体上表面受到液体的压力与深度成正比。

⑵分析比较表一和表二中的第三列(或第四列、或第五列……)数据及相关条件,可得出的初步结论是___________。

⑶请进一步综合分析比较表一、表二中的数据及相关条件,并归纳得出结论。

(a)分析比较表一(或表二)中的第二行与第三行数据及相关条件,可初步得出:______________________________________________;

(b)分析比较表一和表二中的第二行与第三行数据及相关条件,可初步得出:_______。

答案:⑴表一(或表二)中的第一行与第二行;⑵当深度相同时,液体的密度越大,圆柱体上(或下)表面受到液体的压力越大;⑶a圆柱体浸没在同种液体中,下、上表面受到液体的压力差是一个定值;b圆柱体浸没在不同液体中,下、上表面受到液体的压力差是不同的,且液体的密度越大,压力差越大。

解析:此题除了考查同学们对压力、压强的大小关系的掌握程度外,主要考查同学们对实验数据的分析和处理能力,再者就是考查研究物理学的科学方法即控制变量法的掌握程度。此题的更大意义还在于为今后探究影响浮力大小的因素起到了“铺路”的作用。通过分析表格第一行和第二行数据发现,圆柱体上表面的深度每增加0.02m,表格1、2中压力则相应增加0.2N、0.16N,即压力与深度成正比。第⑵、⑶问的分析过程如此类推。

例2:如图8所示,将两端开口(上口较小)的玻璃管A的下端用薄轻质板抵住后放入装水的烧杯中,当缓慢地向A中注入150g水时,下端的薄板恰好下落,问在下列情况下,能使薄板下落的是()

A.缓慢注入150g酒精

B.缓慢注入150g水银

C.轻轻放入150g砝码

D.以上三种情况都恰能使薄板下落

答案:A

解析:对此道题,根据现有的知识会发现如下疑难问题:150g的水、酒精、水银三种液体对薄板向下的压力均大于150克力。现用“割补法”分析哪种液体对薄板向下的压力最大。如图9所示,设A玻璃容器内装有一定质量的液体。假定液体内部存在一横截面EF,经过如图割补后使得阴影三角形部分的体积与上端空白三角形部分的体积相等。(注:EF便不在中位线处)这样,就可想象为把“倾斜壁”的液柱变成“竖直壁”的液柱,则液体对底部的压强可根据压强的定义式来讨论。

设液体的质量为m,EF处横截面积为S,则容器底部的压强,若在A玻璃容器内装等质量的水、酒精、水银,由于酒精的密度最小,则其体积最大,所以EF的位置最高,即S最小,所以对底部产生的压强最大,因而底部受到的压力也最大。满足的关系式应为:F酒精>F水>F水银>150克力,故正确的答案应选A。

例3:如图10所示,一只玻璃杯中盛有两种不相容的液体,它们的密度大小关系是ρ1<ρ2,这时液体对玻璃杯底面的压强为P甲。再把两种液体搅拌混合均匀(设液体总体积不变)。则玻璃杯底面受到的压强为P乙,则P甲与P乙的大小关系为

A.P甲<P乙B.P甲>P乙

C.P甲=P乙D.无法判定

答案:B。

解析:对于此问题,若用P=ρgh考虑,很可能要用到圆台的体积公式,若掌握了演算技巧或某些特殊的分析方法,虽能避免用圆台的体积公式,但分析和演算过程同样相当复杂。现用压强定义式作定性分析:

根据容器的形状知,容器底部受到的压力F等于如图11中容器内两条虚线a、b部分间液体的重力,问题的关键是搅拌混合均匀后,两条虚线a、b间液体的总重力怎么变化?

从图11中观察分析后,可得如下关系式:,根据此关系式,所以,搅拌后,密度为ρ1、ρ2的两种液体除了V1与V2、V3与V4、V5与V6发生混合外,必有V3和V5两部分液体同时与V2部分发生混合,才能混合均匀。由于V3和V5两部分液体的密度较小,而V2部分液体的密度较大,所以,混合后,V1和V2两部分液体的总质量会减小,即两条虚线a、b间部分液体的总重力会减小,而玻璃杯底面受到的压力等于此部分液体的总重力,则玻璃底面受到的压力也就会减小,显然,根据公式考虑,玻璃杯底面受到的压强也减小,所以,选项B才是正确的答案。

五、综合能力演练

一、填空题:

1.重700N、底面积为7000cm2的圆柱体放置在1m2的水平桌面的中央,则圆柱体底面受到的压强是,桌面受到的压强是;如果将此圆柱体水平切去一半,则桌面受到的压强是;若将此圆柱体竖直切去一半,对桌面的压强是。

2.保温瓶中热水不满而盖紧瓶塞,过一段时间,瓶塞不易拔出。此现象表明:体积一定时,气体的温度_______,气体的压强_________。假定外界大气压为1.0×105Pa,瓶口截面积为10cm2,拔出瓶塞至少需要的力是20N,则瓶内气体压强是_____Pa。

3.如图1所示,茶壶的壶身与壶嘴一样高,这种结构的好处是茶壶可以装满水,其中利用了_________的道理;如果壶身比壶嘴低,这种壶倒水时会出现什么问题?答:_________。壶盖上留有一个小孔,作用是使壶内与壶外的大气相通,在_________的作用下,水很容易倒出。

4.某同学在实验室里将体积为1.0×10-3m3的实心正方体木块放入水中,如图2所示,静止时,其下表面距水面0.06m。请根据此现象和所学力学知识,计算出两个与该木块有关的物理量(不要求写计算过程,取10N/kg)。

⑴;⑵。

二、选择题

1.如图3所示的四种动物器官中,具有增大压强功能的是()

2.一个密封的墨水瓶内装有一定量的墨水,若把它倒置,则墨水对瓶口盖的作用情况是()

A.压力增大B.压强增大C.压强不变D.压力不变

3.利用托里拆利实验测大气压时,可以确认管内进入了少量空气的现象是()

A.管内水银面的高度略小于760mm

B.使管内倾斜时,管内水银柱长度增加

C.无论怎样使管倾斜,水银都不会充满全管

D.将管在水银槽中轻轻上提,管内水银柱高度不变

4.一个充满氢气的玩具气球,松手后升上高空中,在气球上升过程中将不会产生的现象()

A.气球体积变小B.球内氢气压强减小

C.球外空气压强减小D.气球最终将破裂

三、表格分析与设计题

1.小明的父亲是一名潜水员。有一天,小明发现了父亲某次潜入水库在水面下各深度处的压强记录,如表1所示:

表1

深度(m)359121520

压强(Pa)1.31×1051.50×1051.89×1052.21×1052.49×1053.01×105

小明很感兴趣,好学的他利用所学的液体压强知识,很快算出水库中对应深度处的压强如表2所示。(g=10N/kg)

表2

深度(m)359121520

压强(Pa)0.3×1050.50×1050.9×1051.2×1051.5×105

请按下列要求回答问题:

⑴小明计算压强的公式是P=_________,小明还有一次压强计算未完成,请你帮他完成,并将计算结果填在表2中的空格处。

⑵小明父亲的测量值与小明的计算值在每个相同的深度都有差异,找出差异并分析原因。差异:_____________________,原因:__________________。

2.有两组相同的砖,A组一块,B组两块,每块砖的长、宽、高之比为4∶2∶1,使这两组砖对水平地面的压强相等,可以怎样放?同学们想出了多种方案,请你至少写出三种:①___________;②_____________;③______________。

四、实验探究与计算题

1.如图4,两个液缸底部相通,内部装有部分水。大、小液缸的横截面积分别是50cm2和20cm2,在大液缸的水面上放有一个轻活塞。应在活塞上放一个多重的砝码才能使活塞向下移动1cm?

2.小强在研究一定质量的气体压强时,想到了这样一个问题,气体的体积与压强有什么关系呢?针对这一问题,他提出了猜想:质量一定的气体,体积越大,压强越小;体积越小,压强越大。为了证实猜想,他把某一医用注射器的活塞推至筒身的中部,用手指堵住注射器的前端小孔,这样就在注射器内密封了一定质量的气体。接着他做了如下工作:

⑴向筒内压活塞使筒内空气体积缩小,手的感觉:受到很大的压力。

⑵向外拉活塞使筒内空气体积增大,手的感觉:手指肚被吸引进去一些。

根据这个现象你能得到体积与压强的关系吗?

⑴小强的结论是:在质量一定的情况下,气体的体积越小,压强________;气体的体积越大,压强__________。⑵能否举例解释一下气体压强是否还与温度、质量有关?⑶小强探究的结论在日常生活中有何应用?请举例说明。

六、参考答案

一、填空题:1。1000Pa、1000Pa、500Pa、1000Pa。2。降低(或减小);减小;0.8×105Pa。3。连通器;茶壶倒水时,壶身(或壶盖、口)有水溢出;重力和大气压。4。此题答案不唯一:⑴F浮=6N;⑵G木=6N;⑶m木=0.6kg;⑷ρ木=0.6×103kg/m3;⑸下表面所受的压力为6N;⑹下表面所受的压强为600Pa。二、1。D;2。B;3。C;4。A;三、1。⑴公式是P=ρgh;空格处填2×105;⑵差异约1.0×105Pa;原因是小明计算时未考虑大气压。2。提示:考虑重叠有多种方案,答案不唯一。四、1。1.47N。2。⑴大;小;⑵提示:物体受热膨胀、自行车打气、人的呼吸等。《流体压强与流速、浮力》专题复习

一、考点热点指津

1《浮力》这部分内容的特点是知识综合性强,应用性广,又是大纲要求掌握的重点知识,在历年的中考试题中占的比例都很大。主要考查的知识点和要求:⑴对流体压强与流速关系的理解和认识,并能解释与之有关的一些现象。⑵对浮力产生原因的理解,深刻领会影响浮力大小的因素及浮力的方向,并能解释和解决生活中的一些实际问题。⑶掌握物体的沉浮条件及其应用。⑷知道在不同的条件下求解浮力大小的方法(“称重法”、“原因法”、“平衡法”、“原理法”),并能灵活运用不同的求法解决综合性的问题。

2中考试题中考查《浮力》知识的命题形式非常广泛。关于物体在液体或气体中受浮力大小的计算及沉浮条件的应用多见于填空题的形式;而关于物体在液体中受浮力大小的比较、浮力大小的变化及有关浮力理解方面的易错问题则以选择题的形式出现。有关浮力与压强、密度、简单机械及功相联系的综合问题则以计算题的形式出现,近年来,由于中考试题对计算能力的要求有所降低,所以这类试题出现的频率有所减少,今后有关这类复杂的计算可能在竞赛题中出现。有关利用浮力知识测密度和影响浮力大小因素的探究则以实验探究题的形式出现。

3由于受新课程标准理念的导向,中考浮力命题的热点逐渐趋向于对知识的应用能力和科学研究方法的考查。且命题的特点不再是通过简单的计算来考查同学们对知识的掌握程度,而是将需考查的知识渗透到一定的生活情境当中,使之感受到运用知识,解决问题获得的乐趣。所以,对本节知识内容的考查有以下几大热点:⑴关于求解浮力大小的情境题。⑵关于讨论浮力大小变化的学科渗透题(主要涉及化学溶液密度的变化、物质反应造成的质量和体积的变化而引起浮力大小的变化等)。⑶关于探究影响浮力大小因素的实验探究题,近年来,由于这类试题非常普遍,考查形式不再仅仅局限于探究影响浮力大小的因素,而是要求同学们对影响浮力大小的因素做出种种猜想(包括给定的和不定的因素),然后要求同学们设计实验方案,分析数据进行验证等。

二、典型例题透视

例1:(05年月考题)一次龙卷风发生时,屋外气压急剧降到90kPa,当时门窗紧闭,可以认为室内气压是标准大气压,粗略取作100kPa,若室内屋顶的面积为100m3,这时屋顶受到的内外压力的差可达_______N,方向_________,房屋受到的浮力为________。

答案:106N、竖直向上、106N。

透视:龙卷风属一种自然现象。龙卷风来临时空气流速加快,那里的压强会减小。而当时门窗紧闭,则室内的压强不会减小,这样就使房顶受到的内外压强不等,因而产生一个压力差:△F=F上-F下=(P上-P下)S=(100kPa-90kPa)×100m3=106N,此压力差便是浮力的大小。由于室内的向上的压力大于室外向下的压力,所以,浮力即压力差的方向为竖直向上。

例2:(月考题)图1中弹簧测力计下面的物体浸没在硫酸溶液中,弹簧测力计示数为10N,该物体不可能与任何酸、碱、盐发生反应。如果在H2SO4溶液中滴入少量的Ba(OH)2溶液,则弹簧测力计的示数将会()

A大于10NB小于10NC等于10ND无法确定

答案:A。

透视:这是一道浮力与化学相结合的综合题。要判断测力计的示数是否变化,则需判断物体的重量和物体受到的浮力是否变化。由题设条件可知,物体不可能与任何溶液发生反应,则说明该物体的质量不会变化,即重量不变。又由于硫酸可与氢氧化钡发生反应,生成硫酸钡沉淀和水,这样,硫酸溶液的密度就会变小,根据阿基米德原理,物体受到的浮力会变小,所以,在硫酸溶液中加入氢氧化钡溶液后,弹簧测力计的示数会增大。

例3:(陕西)某学生做如下实验:先在一玻璃水槽中注入一定量的水,后将盛有小石子的塑料小船放入水中,如图2所示。测得船底到水面的距离为h。再每隔一定时间向水里加盐并搅动,直至食盐有剩余。在他所绘制的吃水线至船底的距离h随溶盐量而变化的图像中,最接近的是()

答案:D。

透视:小船只要是仍浮在液面上,不管是“上浮”还是“下沉”,变化前后所受的浮力均等于其自身的重力,即F浮=ρ液gV排=mg。当不断向水中加入食盐后,食盐溶液的密度ρ液会逐渐增大,直至达到饱和,由于变化过程中,小船受的浮力F浮不变,所以V排会减小,即小船会上浮,h减小。此题的关键是食盐水达到饱和状态后,溶液不再继续溶解食盐,则溶液的密度不再增大,这样,小船浸入的深度就不会改变。所以,符合此情况的图像应该是D。

例4:(江苏盐城)给你一根细线、一支吸管、一小块金属、一只盛有足够深水的水槽、一个底端固定一铁块的量筒(量筒放入水中能竖直漂浮)。请利用上述器材测定小金属块的密度。

(1)写出主要操作步骤及所测物理量。

(2)根据测得的物理量,计算小金属块密度的表达式。

答案:步骤⑴先用细线将金属块系牢放入量筒内,然后将量筒放入盛有水的水槽中,记住水面至量筒外壁的刻线值。⑵将金属块从量筒中取出,接着用吸管向量筒里注水(量筒仍在水槽中)直至水面到原来的刻线处,根据等效和漂浮原理,此时,量筒内水的质量与金属块的质量相等。所以,读出量筒内水的体积V1,就能算出金属块的质量m=ρ水V1。⑶最后,将金属块放入盛有水(仍为吸管注入的水量)的量筒内,读出此时的体积V2,则金属块的体积V=V2-V1。金属块密度的表达式为。

透视:此题的难点是如何利用改进的量筒测金属块的质量,而关键是如何利用吸管这一附加的器材(平常没有)。根据以上步骤可知,利用吸管可向量筒里注入与金属块等质量的水让量筒漂浮于同一刻度线,则金属块的质量可精确测定。此题的设计很有创新意识,培养了同学们实验探究的兴趣,同时也能提高同学们的思维创新能力。

例5:如图3为家用煤气灶灶头的示意图。基本操作是:打开煤气阀,拧动点火装置时,煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,有同学担心煤气在进口处是不是会向空气中泄漏,你认为是否会有可能,说明理由?

答案:不可能。

透视:家用煤气灶的气阀被打开时,在拧动点火装置的瞬间,由于空气进口处有煤气的高速流动而压强小,这样,外面的空气就从进口处被压入,且与煤气混合流向燃烧头被点燃。由于煤气的高速流动使得进口处的压强总小于外面大气压强,所以不必担心煤气会从空气进口处泄漏。

例6:在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,某同学猜想:浮力大小可能与液体密度的大小、物体浸入液体中体积的大小、物体重力的大小有关。

请你设计一个方案,探究浮力的大小与物体的重力大小是否有关?

实验提供如下器材:实验桌、弹簧测力计、量筒、烧杯各一个;纯水、盐水、细线适量;一大块橡皮泥;体积相同的铜块和铁块各一块;体积不同的铁块各一块。

答题要求:⑴从给定的器材中选出你需要的器材。⑵简要说明实验步骤。⑶说明如何根据实验现象,得出相应的探究结论。

答案:选择体积相同的铜块和铁块各一块、细线、弹簧测力计、纯水、烧杯进行实验。先用弹簧测力计测出相同体积铜块和铁块的重力,必存在G铜>G铁。然后分别使其浸没水中,读出测力计的示数F1、F2,则两者受到的浮力为G铜-F1、G铁-F2。因两者的重力不同,若受的浮力也不同,则说明浮力的大小与重力有关;若受的浮力相同,则说明浮力的大小与重力无关。

透视:根据以上实验设计方法,由于铜块和铁块的体积相同,利用阿基米德原理,两者受的浮力一定相同,所以可以得到浮力的大小与重力无关的结论。本题的答案开放性很强。考虑的思路可以从相同重力条件下比较浮力;也可以从相同浮力条件下比较重力等来进行设计实验。关键是应如何掌握好控制变量这一科学研究方法,所谓控制变量就是在研究某一结论与哪一个变量有什么关系时,就应该改变这个变量而控制其它相关变量不变。

三、常见失误分析

例1:重4.5N,体积为500cm3的铝球,放入水中静止时受的浮力多大?

答案:4.5N

分析:同学们易受思维定势的影响,认为铝的密度比水的密度大,就武断地认为铝球在水中下沉,满足V排=V物,忽视了知识的应用条件,不深入思考就立即用阿基米德原理计算得到错误的答案:

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-4m3=4.9N。

如果先求出铝球的密度,可发现比水的密度还小,这说明此铝球并不是实心,空心的铝球可漂浮在水面上,所以,正确的答案:F浮=G=4.5N。

例2:浸没在液体中的物体在下降过程中,物体受到的浮力一定()

A.不变B.增大C.减小D.不确定

答案:D。

分析:同学们初看题,可能认为物体的体积一定不变,根据阿基米德原理,用公式F浮=ρ液gV排考虑,必定选A。如果仔细审题,由“一定”二字联想到是否有某一特殊情况,即存在某一重物拉着气球在液体中下降,因为气球在下降过程中受到液体的压强会增大,气球的体积要减小,所以气球受到的浮力要减小。由于题设中物体的具体情况不确定,故准确的答案应选D。

例3:边长为20cm的立方体,水平浸入足够多的水中,如果上表面与水面间的距离为5cm,物体所受的浮力(g取10N/kg)()

A80NB60NC100ND80N或60N

答案:D。

分析:同学们很可能根据物体悬浮在水面下,求得F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)3=80N,由此,选择答案A。因该题有隐含条件,立方体浸入水中,上表面与水面间的距离为5cm时有两种可能,即物体有悬浮和漂浮。若物体漂浮,则求得浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)2×(0.2m-0.05m)=60N。所以,正确的答案应该是D。

例4:某物体重为0.5N,把它放在盛有水的烧杯中,溢出重为0.3N的水,则它受到的浮力()

A一定为0.3NB可能为0.2N

C一定为0.5ND可能为0.4N

答案:D。

分析:有些同学可能认为溢出0.3N的水一定是物体排开水的重力,根据阿基米德原理,就断定物体受到的浮力为0.3N。因原先烧杯中盛的水是否装满不确定,那么溢出的水量就不一定等于物体排开的水量,所以,只有原先烧杯中盛满水时,浮力才一定是0.3N。如果原先烧杯中盛的水不满,则溢出的水量小于物体排开的水量,所以,物体受到的浮力大于0.3N。但必须注意,由于物体不存在与其它物体相互作用,所以,受到的浮力不可能大于其重力0.5N,浮力最大只能等于0.5N。根据以上分析,准确的答案应该是D。

例5:如图4所示。质量为400g,底面积为50cm2的溢水杯,置于水平桌面上,倒入某种液体至溢口,液面高为10cm,此时液体对容器底部的压强为1.176×103Pa。问:若将长16cm,密度为0.9×103kg/m3的圆柱形物体竖直放入该液体中(不倾倒),试判断该物体静止时与容器底部是否接触。

答案:会接触。

分析:有些同学很可能根据液体对容器底部的压强值,求得液体的密度为:

可知:ρ物<ρ液,由此得出结论:物体漂浮在液面上,则物体不与容器底接触。如果根据物体漂浮求得物体浸入液体中的长度:

=0.12m。因溢口到容器底只有0.1m,液体太少不足以使物体漂浮,所以,物体与容器底会接触。

四、竞赛专题解析

例1:如图5所示,厕所里自动冲洗的水箱里有一个圆柱形的浮筒P,下水管口有一塞子a,两者用短链相连,若水箱的深度足够,要实现自动定时冲洗,则()

A只要浮筒P的体积足够大B浮筒P的截面必须大于塞子a的截面

C只要浮筒P足够轻D浮筒P的截面必须小于塞子a的截面

答案:B。

解析:设浮筒P浸在水面下深h处、浮筒的横截面积为S;塞子a上表面离水面的距离为h′、塞子上表面的面积为S′。由于塞子下表面没有水,即塞子不受浮力,只受到水对其向下的压力和短链对其向上的拉力。而浮筒受到水对其向上的浮力和短链对其向下的拉力。由于浮筒和塞子都很轻,重力可忽略,所以,要将塞子提起,则必须让浮筒受的浮力大于塞子受到水向下的压力,即ρ水gSh>ρ水gS′h′。因h<h′,则必须满足S>S′,才能满足ρ水gSh>ρ水gS′h′,即实现自动定时冲洗。

例2:有一根长为l的均匀细棒,一部分浸入密度为ρ0的液体中,浸入部分的长度为b;另一端搁在容器壁上,伸出容器壁的长度为a,如图6所示。则细棒的密度ρ等于()

AB

CD

答案:A。

解析:对细棒进行受力分析:细棒除受器壁对它的支持力外,还受重力和浮力。若把细棒看作能绕器壁搁置点O处转动的杠杆,那么就必须确定重力和浮力的大小、方向和作用点,然后,再根据杠杆的平衡条件列等式求解。问题的关键是重力和浮力的作用点应确定在何处。

因重力的作用点在物体的重心,由于棒是均匀的,所以重力的作用点A在棒的处;又细棒只有浸入液体中的部分b才受浮力,所以浮力的作用点B在浸入部分的处。设均匀细棒的横截面积为S,则其重力为G=ρglS。根据阿基米德原理,浸入液体中部分受到的浮力F浮=ρ0gV排=ρ0gbS

由图可知,OA=,OB=,又设重力和浮力的力臂分别为l1、l2,则根据相似三角形的性质得:OA∶OB=l1∶l2。

由杠杆的平衡条件得:Gl1=F浮l2,

即则:

将上式整理后得:故正确的答案应选A。

例3:烧杯中装有水和一块沉底的三棱柱铸铁块。铁块高h=6cm,其横截面是直角三角形,两直角边a=4cm,b=3cm;铸铁密度ρ=7.8×103kg/m3,它的最大侧面同杯底紧密接触,如图7所示。若烧杯中水深H=10cm,求铁块对杯底的压力与压强?(g取10N/kg)

答案:压力:约5.45N;压强:约1.82×103Pa。

解析:由于铁块同杯底紧密接触,铁块不受浮力,则铁块对杯底的压力等于铁块的重力与水对铁块向下的压力之和。解题的关键是如何求水对铁块向下的压力。

由于与水接触的三棱柱的两侧面是倾斜的,用初中力学知识不便直接求出水对其向下的压力,这里我们可以虚拟铁块受到浮力,并利用浮力产生的原因间接求出铁块受到水的压力。∵F浮=F向上-F向下,∴F向下=F向上-F浮=ρ水gHS-ρ水gV排。

又因最大侧面面积:;铁块的体积:。

所以,铁块对杯底的压力:F=G+F向下=

代入数值并计算得F≈5.45N。

铁块对杯底的压强:1.82×103Pa。

五、综合能力演练

一、填空题

1.在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手托住乒乓球。然后从漏斗口向下用力吹气时,将手移开,发现乒乓球不会下落,反而会贴住漏斗口。其原因是乒乓球上表面空气__________而__________;而乒乓球下表面受到空气的压强_______,由此产生的压力差不会_________重力(选填“小于”或“等于”或“大于”)。

2.如图1所示,把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙杯中,甲杯中溢出液体的质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,则:小球的质量是________g,甲、乙两杯中液体的密度之比ρ甲∶ρ乙_____4∶5(选填“>”或“=”或“<”)。

3.一艘轮船由东海驶入长江,所受到浮力________(填“变大”或“变小”或“不变”),该船在南京港卸下货物前后,船的吃水线深度减小0.2m,该船在水面附近的水平横截面积平均为4500m2,则卸下的货物的质量约为________t。

4.如图2所示,弹簧秤下吊着一个质量为0.78kg的金属块,当金属块全部浸没在底面积为10cm2的柱形容器的酒精中时,弹簧秤的示数减小至0.8N。则酒精对容器底增加的压强△P=______Pa,金属块的密度ρ=______kg/m3,

二、选择题

1.如图3,物体漂浮在液面上,是由于()

A.物体受到的重力小于浮力B.物体的密度大于液体的密度

C.浮力和重力的合力为零D.物质的密度小于液体的密度

2.甲、乙两只密度计,放在水中静止时,正好甲密度计与水面相平刻度处以上的其它刻线被磨损,而乙密度计与水面相平刻度处以下的其它刻线被磨损,如图4所示.现在要测定浓盐水的密度,应选用()

A.甲密度计B.乙密度计

C.甲、乙均可D.甲、乙均不可

3.如图5所示,在甲图中,物块有四分之一体积浸没水中,弹簧秤的示数为14.7N,在乙图中,同一物块有四分之三的体积浸没水中,弹簧秤的示数为9.8N。则在丙图中,该物体全部浸没水中,此时弹簧秤的示数应是()

A.9.8NB.2.24NC.1.27ND.7.35N

4.烧杯中的一大块冰内含有一定量的砂子,冰块漂浮在水面,杯中水面恰好与杯口相平,且冰块上部高出杯口。在冰块熔化的过程中()

A.将有水从烧杯中溢出B.水面始终与杯口相平

C.烧杯中水面会下降D.水面先有下降,后有水溢出

三、计算题

1.将一个实心小球先后放入盛有足量的水和足量的酒精的两个容器中,小球静止时受到的浮力分别是4.5N和4.0N,小球的密度比水的密度小,但比酒精的密度大,酒精的密度为0.8×103kg/m3。

(1)试分析说明小球在这两种液体中的浮沉状态。

(2)根据题中所给条件求出与小球有关的物理量。(g=10N/kg) 

2.如图6所示,在圆柱形筒内装有适量的水,水对筒底的压强为p,将质量为50g的木块浸没在水中,用细线拴在筒底,此时水对筒底的压强为1.5p,线对木块的拉力是放入木块之前水对筒底压力的。求:

(1)木块的密度。

(2)剪断细线,待木块静止后,筒底受到的压力。(g=10N/kg)

四、实验探究与说理题

1.在烧开水时,我们都看到过这样的现象:水中产生大量的气泡,这些气泡不断上升,到达水面时破裂并放出水蒸气。你能否用学到的液体压强知识和浮力知识来解释这个现象?

2.观察鸟类翅膀的形状,解释为什么鸟在空中滑翔时不会坠落下来。

3.在探究浮力的大小与什么有关时,同学们结合自己的一些生活经验,猜想影响浮力大小的因素可能有:

A物体的重力;B物体的体积;C物体所处的深度;D液体的密度。

请你选择其中一个因素,设计一个实验进行探究。

要求写出:

⑴实验所需要的器材和实验步骤

⑵分析论证

4.在探究“影响浮力大小因素”的实验中,小宇同学利用体积相同的铁块A和铝块B及图示器材,做了如图7所示的若干实验。

⑴若要探究物体所受浮力的大小是否与物体的密度有关,应选用的操作是_________________(填写序号);这一实验操作中,应控制的变量是_______________。

⑵根据以上实验,如何判断浮力的大小是否与物体的密度有关?

⑶将操作①③⑤组合起来,可探究浮力的大小是否与__________有关。参考答案:

一、1.流速快、压强小、大、小于;2.50、<;3.不变、900;4.800、7.8×103;二、1.C;2.A;3.D;4.C。

三、1.(1)实心小球在水中漂浮,在酒精中沉没容器底。(2)①小球重力G球=4.5N②小球质量球=0.45kg③小球体积V球=5×10-4m3④小球密度ρ球=0.9×103kg/m3⑤小球在酒精中容器底对它的支持力F=0.5N⑥小球排开水的体积V排水=4.5×10-4m3。2.(1)0.5×103kg/m3;(2)3N。

四、1.提示:气泡体积膨胀时浮力增大而上升,气泡上升时受到的液体压强减小而不断变大。2.提示:由于翅膀与鸟体成凸形,在滑翔过程中,前方气流受到阻碍,使气流快速地从鸟体上方通过而压强变小,鸟体下方气流无阻碍而流速慢、压强大,所以鸟体在滑翔过程中始终受到一个向上的升力不至坠落。3.略。4.⑴选①②③④、液体密度和浸没的体积;⑵若①③弹簧秤示数的差与②④弹簧秤示数的差相等,则说明浮力与物体的密度无关;反之,则有关。⑶液体的密度。3._______________________叫压强.压强是描述物体_________________的物理量.1Pa=__N/m2.4.下列说法中正确的是()A.物体受到的重力越大,产生的压力越大B.在受压面积相同时,重力大的物体产生的压强一定大C.压力大的物体产生的压强不一定大D.压力相同时,底面积大的物体受到的压强一定小5.一只底面积为S的箱子,当放在面积为2S的水平桌面中央时,箱子对桌面的压强为P;当放在面积为S/2的水平凳面上时(凳面被箱子全部盖住),箱子对凳面的压强是P′,则P′与P的关系为()A.P′=4PB.P′=2PC.P′=PD.P′=P/26.如图5-1-3所示,底面积不同(SA<SB<SC),质量相同的A、B、C三个金属块放在水平桌面上,它们对桌面产生的压强()A.都相同B.A的最大C.B的最大D.C的最大7.下列事例中,能够增大压强的是()A.在铁路的钢轨下铺设枕木B.房基做得宽些C.在坦克的轮子上安装履带D.刀的刃磨得锋利些8.将一均匀长方体放在水平桌面上,如图5-1-4所示,若沿竖直虚线aa′切开拿走左边的一半,则右边的长方体的密度,长方体对桌面的压强变化是()A.密度减小,压强减小B.密度不变,压强减小C.密度不变,压强不变D.密度减小,压强不变9.如图5-1-5所示,物体A静止在水平桌面上,若把A稍微向右水平移动,则A对桌面的压力F、压强P的变化情况是()A.F变大,P变大B.F不变,F变大10.质量为1kg底面积为20cm2的物体A放在水平地面上,将质量为0.5kg底面积为10cm2的物体B叠放在A上面,如图5-1-6所示,求:(1)B对A的压强为多大?(2)地面受到的压强为多大?(g=10N/kg)【答案】(1)5000Pa(2)7500PaC.F变大,P变小D.F不变,P变小例3】如图5-1-7所示,将一个物体放在水平桌面上,它对桌面的压强为P,沿竖直方向将它切成大小不同的两块,则下列说法中正确的是()A.大块的压强大于小块的压强B.大块的压强小于小块的压强C.大块的压强等于小块的压强,而且都小于PD.大块的压强等于小块的压强,而且都等于P【例4】如图5-1-8所示,将实心长方体A和B放在水平地面上,它们的底面积之比为2∶3,对地面的压强分别为PA和PB,且PA∶PB=1∶3,把A叠放在B上后,如图5-1-9所示,B对地面的压强为P'B,则PB与P'B之比是_________.【例5】如图5-1-10所示,边长分别为10cm和20cm的正方体物块A和B(A、B是由同种物质组成),A放在B的上面正中央,B放在水平地面上,B对地面的压强是9×103Pa,求:(1)物块的密度;(2)A对B的压强.(g=10N/kg)1._________________________叫压力,压力的作用效果用_______物理量来描述.2.有一图钉,钉帽的面积为0.5cm2,钉尖面积为0.05cm2,现用20N的力按图钉帽,则图钉帽受到的压强为_______Pa,钉尖对墙壁的压强为________Pa.3.马戏团里一头体重为6×104N的大象,它每只脚掌的面积为6×10-2m2,当它四脚站立不动时,对水平地面的压强是________Pa;当它抬起前两只脚表演时,大象对地面的压强4.将刀磨得光滑锋利,光滑的目的是为了_________,锋利的目的是为了__________.5.在课外活动时间,一同学用左右食指挤压一支铅笔,根据_________________得出两手指受到的压力大小相等.若已知橡皮头与铅笔尖横截面积之比为50∶1,则左右两手指受到的压强之比为________.是原来的___倍.6.关于压力和压强的说法,正确的是()A.压力越大,产生的压强也一定越大B.受压面积越小,产生的压强一定越大C.物体的重力越大,产生的压强越大D.压力不变,受压面积越小,压强越大7.下列事例中,为了增大压强的是()A.书包的背带做得很宽B.大型平板车下装有许多轮子C.从薄冰上爬过去比走过去安全D.刀、斧的刃磨得很锋利8.已知砖的三条棱长之比为1∶2∶4,将砖平放、侧放和竖放时,对地面的压力和压强之比分别是()A.F平∶F侧∶F竖=1∶1∶1,P平∶P侧∶P竖=4∶2∶1B.F平∶F侧∶F竖=1∶1∶1,P平∶P侧∶P竖=1∶2∶4C.F平∶F侧∶F竖=1∶2∶4,P平∶P侧∶P竖=1∶1∶1D.F平∶F侧∶F竖=4∶2∶1,P平∶P侧∶P竖=1∶1∶19.某同学穿钉鞋赛跑时,脚对钉鞋的压强为P1,钉鞋对跑道的压强为P2,则()A.P1<P2B.P1>P2C.P10.形状如图5-1-11所示的物体放在水平面上,如果将其倒放,则物体对水平面的()A.压力、压强都改变B.压力、压强都不变C.压力不变、压强减小D.压力不变、压强增大1=P2D.无法比较11.三个底面积不同等高的实心铜圆柱体,放在水平地面上,如图5-1-12所示,则它们对地面的压强关系是()A.甲对地面压强最大B.丙对地面压强最大C.甲、乙、丙对地面压强一样大D.条件不足,无法判断12.A、B两个实心正方体,边长之比为2∶1,密度之比为3∶4,都放在水平桌面上,对桌面的压力分别为FA和FB,压强分别为PA和PB,则下列判断正确的是()A.FA∶FB=3∶4B.FA∶FB=3∶2C.PA∶PB=3∶2D.PA∶PB=3∶413.将一均匀长方体放在水平桌面上,如图5-1-13所示.若沿虚线切开拿走左上方的一半,则长方体的密度、长方体对桌面的压力及压强的变化是()A.密度不变,压强不变,压力减小B.密度减小,压强减小,压力减小C.密度不变,压强不变,压力不变D.密度不变,压强减小,压力减小单元测试(压强和浮力)班级姓名一、选择(40)1.日常生活和生产中,我们常见的以下事例中,属于减小压强的是哪一组()(1)有“沙漠之舟”称号的骆驼的体重比马的体重大不了一倍,却长有马蹄子面积三倍的脚掌(2)号称“森林医生”的啄木鸟长有长而坚硬的尖喙,便于啄开树皮(3)用螺栓坚固机器零件时,在螺母下垫垫圈(4)要把图钉按进较硬的木板,需加更大的力A.(1)(2)B.(1)(3)C.(2)(4)D.(3)(4)2.在红军二万五千里长征中要经过一段沼泽地,其中一个士兵双脚陷入泥潭中,当拔起一只脚时,则另一只脚()A.陷入的深度不变,因为泥潭受到的压力不变B.陷入的深度不变,因为泥潭受到的压强不变C.将陷得更深,因为泥潭受到的压强增大D.将陷的更深,因为泥潭受到的压力增大3.如图9-4所示,两手指用力捏住铅笔,使它保持静止,下列说法正确的是()图9-4A.两手指受到的压力相同,左边手指受到的压强较大图9-4B.两手指受到的压强相同,左边手指受到的压力较大C.两手指受到的压力相同,右边手指受到的压强较大D.两手指受到的压强相同,右边手指受到的压力较大图9-54.如图9-5所示,把塑料挂衣钩的吸盘紧贴在光滑的墙上,就能用它挂衣服或书包,在解释这个现象时分用以下四句话。①大气压强把塑料吸盘紧压在墙上;②把挂衣钩的吸盘紧贴在墙上,塑料吸盘与墙壁之间空气被挤出;③吸盘与墙之间产生一个很大的摩擦力;④所以挂衣钩可以挂住衣服或书包。按照下列哪个顺序排列这四句话,可以把这个现象解释得最清楚。图9-5A.①②③④B.②①③④()C.③②①④D.②③①④5.有一个塑料瓶,在侧壁上用锥子戳了三个洞,向容器中倒入水后,水从小洞中喷出如下图中,正确的是()AABCD6.“死海不死”的故事说的是:“……将奴隶和俘虏扔进海里,可他们都漂浮在海面上……”以下是几倍同学对该现象的解释,其中正确的是()A.奴隶和俘虏是被水平扔进海里的B.海水的密度等于人体的密度,人在海里自然漂浮C.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力总大于其重力图9-6D.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力等于其重力图9-67.小杰同学在游玩海底世界时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图9-6所示,对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是()A.浮力不变,压强不变B.浮力变小,压强变小C.浮力变大,压强变大D.浮力变大,压强变小8.李红同学在放学回家的路上,看到一群小学生在向秦淮河里打水漂,就上前劝阻说,要爱护环境,不要向河里扔东西。她同时看到那些扔在河里的物体有的已沉下去,有的仍浮在水面上,下列问题属于物理问题的是()A.那些漂浮在水面的物体是什么B.哪些同学扔在水里的东西沉下去了C.物体的浮沉条件是什么D.为什么说“保护环境,人人有责”9在弹簧测力计上,将石块慢慢浸入水中,并浸没到一定的深度,在此过程中,弹簧测力计的示数()A.先逐渐减小,后保持不变B.选逐渐减小,后逐渐增大C.先逐渐增大,后保持不变D.先逐渐增大,后逐渐减小10.小华在游泳池游泳,当他从浅水区走向深水区,若水底布满小石头,则下述体验与分析合理的是()图9-5A.脚底疼痛感觉减弱,因为人越来越轻图9-5B.脚底疼痛感觉减弱,因为水对人的浮力越来越大C.脚底疼痛感觉加重,因为人越来越重D.脚底疼痛感觉加重,因为水对人的浮力越来越小图9-711.如图,一只可口可乐瓶,其侧壁有a、b两小孔并用塞子塞住,瓶内盛有一定质量的酒精。把可口可乐瓶放入水中,当瓶内、外液面相平时,拔出a,b两个小孔上的塞子,则()图9-7A.a、b两个小孔均有水流入B.a、b两个小孔均有酒精流出C.酒精从a小孔流出,水从b小孔流入D.水从a小孔流入,酒精从b小孔流出12.某同学在一个密闭的玻璃瓶内装了适量的水,用一个两端开口的玻璃管穿过瓶塞子插入水中,通过玻璃管向

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