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文档简介
压强
1.:
⑴定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。
⑵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G。
⑶固体可以大小方向不变地传递压力。
⑷重为G的物体在承面上静止不动。下列情况下所受压力的大小为:
⑴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。
概括这两次实睑结论是:压力的作用效果与压力和受力面积有关。
(1)压力方向:与受力物体的支承面相垂直.由于受力物体的受力支承面可能是水平面,也可能是
竖直面,还可能是角度不同的倾斜面,因此,压力的方向没有固定的指向,它可能指向任何方面,但始
终和受力物体的受力面相垂直.
(2)单位:如重力、摩擦力等其他力的国际单位一样,是牛顿.
(3)压力作用效果:压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关.
当受力面积一定时,压力越大,则压力的作用效果越显著;当压力一定时,受力面积越小,压力的
作用效果越显著.
2.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。它是表示压力作用效果的物理量。
3.压强公式:P=F/s,式中p单位是:帕斯卡,1帕=1N/m2,表示是物理意义是1m2的面积上受到
的压力为1No
4.F=Ps;
5.增大压强方法:(1)S不变,F增大;(2)F不变,S减小;(3)同时把寸,S|。而减小压强方法则
相反。例如:在生产和生活中,如果要减小压强,可减小压力或增大受力面积;如果要增大压强,则可以
增大压力或减小受力面积,但从实际出发,压力大小往往是不可改变的,则减小压强应增大受力面积,
增大压强应采用减小受力面积的方法
6.应用:菜刀用久了要磨一磨是为了增大压强,书包的背带要用而宽是为了减小压强铁路的钢轨不
是直接铺在路基上而是铺在在枕木上是为了减小压强,钢丝钳的钳口有螺纹是为了增大摩擦。
7.液体压强产生的原因:是由于液体受到重力作用,而且液体具有流动性,所以液体对容器底和容
器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强。
8.液体压强特点:
(1)液体对容器底部和侧壁都有压强;
(2)液体内部向各个方向都有压强;
(3)液体的压强随深度增加而增加,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(4)不同液体的压强还跟液体密度有关系。流速和压强的关系:在液体中流速越大的地方,压强越小。
(1)计算
液体压强的计算公式是
1
P=pgh
式中p为液体密度,单位用千克/米3;g=9.8牛/千克;h是液体内某处的深度,单位用米;p为液体压强,
单位用帕.
⑴推导过程:液柱体积V=Sh;质量m=PV=PSh。液片受到的压力:F=G=mg=PShgo液片受到
的压强:p=F/S=Pgho
由公式p=pgh可知,液体的压强大小只跟液体的密度p、深度h有关,跟液体重、体积、容器形状、
底面积大小等其他因素都无关.
由公式p=pgh还可归纳出:当p一定,即在同一种液体中,液体的压强p与深度h成正比;在不同的
液体中,当深度h相同时,液体的压强p与液体密度p成正比.
(2)连通器
上端开口、下部相连通的容器叫连通器.
连通器里如果只装有一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持相平.
船闸就是连通器原理的应用,其他常见的连通器的实例:涵洞、茶壶、锅炉水位计等。
9.液体压强计算:P=p液gh(p是液体密度,单位是kg/m3;h表示是液体的深度,指液体自由液
面到液体内部某点的垂直距离,单位m。)
10.液体压强公式:P=pgh,液体的压强与液体的密度和深度有关,而与液体的体积和质量无关。
11.证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。
12.大气压强产生的原因:空气受到重力作用,而且空气能流动,因此空气内部向各个方向都有压强,
这个压强就叫大气压强.
(1)大气压的测定
托里拆利实验测出了大气压的大小.
在托里拆利实验中,测量结果和玻璃管的粗细、形状、长度(足够长的玻璃管)无关;如果实验时玻
璃管倾斜,则水银柱的长度变长,但水银柱的高度,即玻璃管内外水银面的高度差不变;这个高度是由
当时的大气压的大小和水银的密度所共同决定的,通常情况下,为76厘米左右.
13.测定大气压的仪器是:气压计,常见的气压计有水银气压计和金属盒气压计两种.
水银气压计是根据托里拆利实验制成的,它在测量时,必须挂竖直,如果挂歪斜了,则测量结果将
比实际值偏大.
金属盒气压计即无液气压计,如将其刻度盘上所标的大气压值折算成高度,则成了航空、登山用的高
度计.
14.大气压的变化
(1)大气压随海拔高度的增加而减小,这主要是由于离地面越高的地方空气越稀薄,空气的密度越
小.
(2)大气压的变化和天气有关,一般说来,晴天的大气压比阴天的高,冬天的大气压比夏天的高
大气压的特点
⑴空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而
减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。
⑵大气压变化规律研究:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100Pa5.沸点与压强:
一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
15.沸点与气压关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。高山上用普通锅煮
饭煮不熟,是因为高山上的沸点低,所以要用高压锅煮饭,煮饭时高压锅内气压大,水的沸点高,饭
容易煮好。
例1.如下图所示,有五块完全相同的砖以三种形式摆放在水平地面上。(a)是两块迭放;(6)是单块
石专平放;(c)是两块砖并排平放。它们对地面的压强分别为R、Pb、和只,则()
2
⑷8)
图3
B、9=2=2r
A、Pa>Pe>Pt
D、旦=5=;旦
C、巴=弓=尺
分析与解:解题应看清“形式”,抓“本质”本题检查的知识点是压强的概念,要把握压力与受力
F
面积的比了为压强,(a)、(6)受力面积相等,但(a)是(6)压力的2倍,所以己=25,⑵、⑵的
P=—PR=P=—P
压力相等,但(C)的受力面积是(a)的2倍,所以'2;即'2%应选D。
再有,也可以先比较(6)、(c),(。)的压力、受力面积均为(6)的2倍,所以凡应等于B
例2.两块完全相同的砖块,所受重力均为19.6牛顿,三条棱长分别为20厘米、10厘米、5厘
米。石专块A平放,石专块B侧放,两砖块如图互相交叉叠放,求砖块A对砖块B的压强。
F
P="
分析:压强公式S中的“S”是受力面积,而不是物体的底面积或表面积。该题中的受力面积
既不是砖块A的下表面积,也不是砖块B的侧面积,而应该是砖块A和砖块B的接触部分的面积。
解答:受力面积S=5厘米X10厘米=50厘米J5XIO,米:根据压强公式:
牛顿
FGA19.6392X1()3帕斯卡
S一三一5X[O'米2
答砖块A对砖块B的压强是3.92XIO,帕斯卡。
说明:
(1)计算压强时,所谓面积S,应当是实际受力作用的面积。
3
(2)计算压强要注意单位的统一,只有压力的单位用牛顿,面积的单位用平方米,压强的单位
才是帕斯卡。
例3.封冻的江河冰面最大能承受的压强是4X10"帕斯卡,一台履带式拖拉机的质量是5200千
克,两条履带跟地面接触的面积共1.5米z,这台拖拉机能不能从冰面上通过?
分析:这个问题关键在于求出拖拉机对冰面的实际压强是多大。如果拖拉机对冰面的压强大于
4义10』帕斯卡就不能通过,如果小于4X10"帕斯卡就可以通过。
解答:根据压强公式:
FGmg5200千克X9.8牛顿/千克
PSSS1.5米2
=3.40XI04帕斯卡
答因为3.40X104帕斯卡小于4X10"帕斯卡,可以通过。
说明:
(1)物体受压后形状要改变,甚至会被破坏,这决定于压强的大小而不是压力的大小。
(2)压力的大小不一定等于施压物体的重力,只有物体在水平面上时,压力才等于物体的重力。
FG
P=-=--
在解这类问题时,必须写出公式的推导过程SS,以防压力和重力这两个概念混淆
例4.如图所示,一封闭容器中盛满了某种液体.对容器底的压力和压强分别为F,和
pj图1中(a)],若把容器倒置后对容器底的压力和压强分别为
F2和PZ[图1中(b)],则F与F2、P与P2的大小关系是()
A.FI=F2,pi=paB.FI>F2,pi>p2
C.FI=F2,pi<p2D.FI>F2,pi=p2
分析与解答由液体压强公式p=pgh可知,(a)、(b)两种情况下由于液体密度及容器底到液面的
深度都相等,所以两种情况下容器底受到的液体压强相等,即Pi=P2.
但是由于静止液体对容器底的压力不一定等于液体的重,它的大小应等于液体对空器底的压强与
容器底面积的乘积,即,F1=P1S1,Fz=p2s2.由于P1=P2,而Si>Sz.所以可得:FI>F2.
即应选D.
例5.如图所示,将一个两端开口的玻璃筒的下端盖上一块薄塑料片/、竖直插入水中,塑料片
离容器底部10厘米,容器内水深30厘米,缓慢地往玻璃筒里注入煤油,筒里煤油深______厘米时,
塑料片将会下落.(g取10牛/千克)
4
分析往玻璃筒内注入煤油后,塑料片受到筒内煤油对它向下的压强和筒外水对它向上的压
强.根据二力平衡的条件,当塑料片受到向下的压力等于向上的压力时,塑料片恰好下落,此时有
R向下向上.注意塑料片在水中的深度人水是它到液面的距离,入水=20厘米.计算时要用国际单
位.
解法一月向上二。水〃水g=10xldkg(m,x0.2mxlON/kg=2000Pa.
•:P向下向上
=R向下
0咕g
_______2000Pa
=0.25m
0.8xl03kg/m3xl0N/kg
解法二,:R向下二R向上…。油&S=Q水〃水g
。水〃水_1.0103kgm-x0.2m
=0.25m
。曲0.8xl03kg/m3
答:筒内煤油面高25厘米时,塑料片下沉。
例6.如图所示,容器中装满水,放在水平地面上,容器的底面积为100厘米”,&=为厘米,
出=30厘米.
求:①水对容器力处的压强
②水对容器底6处压强
③水对容器底的压力,此压力等于容器中的水重吗?
分析:对于①②中的46两处的压强可以直接根据衣=总”求出,对于底部的压力应先求出底
部的压强,再利用R=,求出产=?s.
5
解:已知:-S'=100cm2=0.01m2,水密度0=1.0x1(Pkg/n?禹=50cm=0.5m%=30cm=0.3m
求:水对力处的压强PA,水对容器底6处的压强73,水对容器底的压力反
解:①水对容器壁力处的压强
p~figh
3
.pA=p^\=1.0xl0kg/n?x9.8N/kgxO.5m
=4.9xl03N/m2=4.9xl03Pa
②水对容器底方处的压强
Ps=国网+出)
=1.0xl03kg/m3xQ.SN/kgx(0.5m+0.3ni)
=7.8xl03Pa
③水对容器底的压力
vp=FIS
32
:.F=pBS=7.8x10PaxO.Olrn=78N
而是一个底面为S、高度为(瓦+出)的圆柱的体积,而尸=诿'=mg=G是体积
为,的圆柱体中的水重,显然水对容器底的压力大于如图容器中的水重.
答:水对容器壁/处的压强是49x1。'Pa.水对容器底B处的压强为7£xl03pa.水对容器底
的压力是78N,大于容器中的水重.
例7.如图所示的托里拆利实验装置中,下列哪种情况能使玻璃管内外水银面的高度差发生变化
().C
A.将管倾斜B.将玻璃管变粗口厂)
C.向水银槽中加入少量水银D.外界大气压发生变化目//
分析管内水银柱产生的压强和外界大气压相等。当外界大气压不变化时,由可知,目/
管内外水银面的高度差h就不会发生变化,所以,当管倾斜时,管内水银虽然增多,但管目/
内外水银面的高度差不会变化;向水银槽中加入少量水银后,槽中水银面和管内水银面同|典/
6
时升高,管内外水银面高度差仍然不变;只有当外界大气压发生变化时,管内外水银面的高度差才会
发生变化,所以答案为D.
小结解此类题的关键是抓住玻璃管内外水银面的高度差就表示外界大气压的大小,只要外界
大气压不变,这个高度差就不会改变;只有当外界大气压变化时,这个高度差才会发生变化.解题时
学生常常不明确这里所说的玻璃管内外水银面的高度差是在竖直方向上的.出错的主要原因是对托里
拆利实验的原理没有理解.
例8.如图所示,将一只试管装满水银后倒插在水银槽中,管顶高出水银面20cm,在Z3-
标准大气压下,管外水银面上受到的大气压强等于____________Pa,若在试管顶部开一小
孔,将看到现象.目?
分析本题虽然给出了试管内水银柱的高度为20cm,但并非相当于外界大气压,外|i
界真正的气压为1标准大气压,即应相当于76cm汞柱产生的压强,应为L01xl05pa.若占三珏
在试管顶部开一个小孔,此时试管内外相当于一个连通器,所以最终将看到的是管内外液面卜------
等高
评注本题着重考查大气压强部分、学生的观察实验能力及知识应用能力.不少学生容易受试
管内水银柱高度为20cm的影响,误认为此时大气压相当于20cm高的汞柱产生的压强,于是按
P"水娘或=136103.3*9.8用年x0.2m=2665Pa而得出错误的结果,若在试管顶开一小
孔,有的学生认为水银将向上喷出,这说明学生没有真正理解“托里拆利实验”,并且应变能力较差,
未找出题中的隐含条件“外界为标准大气压”,而机械地照图求出20cm水银柱产生的压强,学生也
不能完整而简练地答出“管内水银流入槽内”的正确答案.
例9.自来水笔吸墨水时,把笔上的弹簧片按下后松开,墨水吸进橡皮管内,原因是()
(A)弹簧片弹力作用的结果
(B)橡皮管有吸引力
(C)手对橡皮管有压力
(D)管外墨水面上大气压大于管内气压
错解一:由于吸墨水时要先按下自来水笔上的弹簧片,所以是弹簧片的弹力使墨水进入橡皮管内,
选项A正确.
错解二:由于吸墨水时要先用手按下自来水笔上的弹簧片,所以是手对弹簧片的压力使墨水进入
橡皮管内,选项C正确.
警示:在利用大气压的知识解释物理现象时,一定要分析不同区域气体压强的情况,当不同区域
的气体压强不相同时,就会发生这些现象,而不能简单地从现象本身作出判断.在这个现象中,当把
自来水笔上的弹簧片按下再松开时,造成了橡皮管内的气体压强和管外墨水面上气体压强不同,在管
内外气体压力差的作用下,墨水被“吸进”了自来水笔的管内.
正解:因为当把自来水笔上的弹簧片按下时排出了橡皮管内的一部分空气,使得松开弹簧片时橡
皮管内的气体压强小于管外墨水面上的大气压强,在管内外气体压力差的作用下,墨水被“吸进”自
来水笔的管内.选项D正确.
例10.下列情况中会使大气压变小的是()
A.从高山顶下山的过程中.
B.从赤道向北极运动过程中.
C.从室内到室外的过程中.
D.从一楼上升到九楼的过程中.
分析不同高度的大气密度不同,造成大气压值不同.离地面越高,大气密度越小,气压值也
越小.地球是一个椭球体,赤道直径比两极直径大,因此两极附近地球对空气吸引力较赤道附近对空
气吸引力要大些.
解答D.
例11.如图是自制的水气压计,把它由东宝山的山脚移至山顶,玻璃管中的水柱的高度变化
情况是(瓶口密闭不漏气,移动过程中整个瓶子没有与外界发生热传递)()
A.降低B.升高
C.先降低后升高D.先升高后降低
7
讲解由于大气压强随高度的升高而减小,当把自制的水气压计由山脚移至山顶时,外界大气
压强减小,而瓶内水面上的压强不变,所以玻璃管中水面升高,故答案选B.
例12.如图所示,压力锅直径为24cm,限压出气口直径为3.5mm,限压阀质量为100g,使用
时压力锅内外最大压强差是多少?合多少标准大气压?锅盖与锅的接口处至少能承受多大的力?
分析与解答:由于压力锅内气体被封闭,锅内外气体之间存在着压强差,因而锅盖上
承受着很大的压力.压力锅上的限压阀是当锅内压强达到限定值时保证安全而设置的一个
装置,当锅内压强超过一定数值时,限压阀被抬起,放出部分气体,降低锅内气体压强.求
解这道题的关键就是要考虑到最大压强差指的是锅内气体通过限压出气口对限压阀的压
力凸$与限压阀所受重力侬及大气压对限压阀的压力P。,平衡时,锅内气压P1与外界
大气压必的差,而锅盖能承受的最大压力就是指这个压强差对锅盖产生的压力.
设锅内气压为Pl,大气压为P。.当限压阀被抬起向外喷气时,有
p1S=p0S+mg
锅内外最大压强差为
5=PLPo
_mg_O.lkgxlON/kg
SIx3.14x3.52xio-6m2
4
=1.04xl05Pa知1标准大气压
锅盖与锅的接口处承受的力为
1,,
F=&rS缴位j=4.6x103
答:1.04x105pa;约1标准大气压;4.6x103N.
例13.小明设计了一个如图所示的实验装置(起水管长度不超过2m),他可以通过直杆户向上提
起活塞S,活塞下面原来充满水,在活塞缓慢向上提起的过程中将会发生的现象是().
A.活塞S上升到出水口0之前,水将被向上拍起
B.活塞S稍高于出水口。时,水将从出水口流出
C.活塞S稍高于出水口。时,装置内的水面将下降,水回到下面的水槽中
8
D.活塞S从出水口。处继续向上提起,装置内的水面保持与0等高,不会继续上升
分析与解答:
开始时活塞S位于缸的底部,活塞s下边空气压强等于大气压,管内与槽内水面相平.活塞向上
提起,s下边空气体积膨胀,压强减小,水槽中的水在大气压的作用下沿水管上升.活塞继续上提,
在活塞S未达到出水口0之前,管内气压继续减小,管内水面不断上升.当活塞S稍高于出水口。时,
管中水柱与大气相通,管内气压等于大气压,管中升高的水柱由于重力又流回水槽中.故选A、C.
小结:活塞式抽水机工作时,活塞上提,在活塞下面与水管里的水面之间形成低压区,管内水柱
上下两端由于压强差产生压力差作用,使管内水柱不断上升.这种压力差一旦消失,管内水柱在重力
作用下,又回到水槽中.题中,当S上提(未到0之前)时,这种压力差存在.当S超过。,管中的
水柱与大气相通,上下表面大气压强形成的压力差消失,管中水在重力作用下流回到水槽中.
例14.医用挂盐水时,瓶盖上除了一根输液管外,还需用一个空针头插在盐水瓶盖上,能说出它
的作用吗?
解答:当瓶内盐水顺输液管流出时,瓶内液体体积减少而空气体积增大,使瓶内气压减小.若瓶
内气压与液柱挂高所产生的压强之和等于人体血压时,输液就将停止.由于人体内血压接近大气压,
要想使输液不停止,就必须给瓶内补充空气,插空针头就是使内外空气可以相通,从而保证瓶内气压
为一个大气压值.
例15.给病人输液时,应使药液均匀地滴下,再注入血管,为使整个输液过程都保持匀速下滴,如
图所示的各装置中应采用的装置为().
分析:输液时保持药液匀速下滴,其实质是要求输液瓶下口处的压强在瓶内药液不断减少的过程
中保持不变.因此,分析清楚各装置中输液时瓶口处液体压强的变化情况,是正确选择答案的关键.A
中,由于空气不会进入瓶内,随着液面下降,液面上气体的压强和瓶内液体产生的压强都减小,故瓶
口处压强减小迅速,以至最终液体将不能输入血管,显然使用此装置药液不会匀速下滴;B中,随着
液体的下滴,液体高度产生的压强与液面上气体压强之和减小到大气压强之下时,空气就会进入瓶内,
因此在整个输液过程中,瓶口处的压强始终等于大气压强,这样药液便匀速下滴;C中,瓶上边与大
气相通,故瓶口处液体的压强等于大气压强与液体高度产生的压强之和,因药液不断输入血管时,药
液高度降低,致使瓶口处压强减小,药液的下滴速度将减小;D中,当药液输入过半,液面降低至通
气口之下时,瓶口处液体压强的变化将与C完全相同,因此也不能保证药液匀速下滴,故选B。
例16.把一个装满水的酒瓶倒立在装着水的盘子里,使瓶颈浸没在盘内水面下,如图所示,就
做成了一个简便自动家禽喂水器.试说明它的工作原理.
9
解答:这一简便自动家禽喂水器是利用大气压强工作的.由于瓶内水柱产生的压强远小于外界大
气压强,当瓶口浸入水中时,瓶口外水受大气压强作用,使瓶内外的压强相等,水不会流出.当家禽
饮水使盘子里的水面下降而瓶口刚露出水面时,空气可以从瓶口进入瓶内,使瓶内压强大于外面大气
压强,瓶内的水就会流出来,升高盘里的水位.使瓶口重新没入水中.瓶中的水继续流出,使瓶中气
体体积增大,压强减小,直至瓶口内外压强相等时,水就停止流出.所以只要瓶内有水,盘里的水就
能不断得到补充.实现家禽自动喂水.
巩固练习
一、填空题
1.用磨快的刀容易切菜,这是用的方法来______压强的.
2.实验有力地证明了大气压的存在,首先用实验测得大气压的
值,1标准大气压=帕=__________厘米汞柱.
3.一块砖重24牛,长25厘米,宽15厘米,厚4厘米,放在水平地面上最大压强为帕,若这
样放置的砖沿竖直方向切去一半,还剩余的部分对地面的压强为帕.
4.密度为0.4X千克/米3、边长为1分米的正方体木块,放在1米2的桌面上,对桌面产生的压
强是帕.
5.为了在松软土地上行驶自如,推土机上安装有两条宽履带,这是为了
7.将250克的水倒入底面积为10厘米z的容器中,水深为10厘米,则水对容器底的压强为
帕,压力为牛.
8.如图3所示,大气压强为76厘米汞柱,把托里拆利管向下压
入水银槽中,使管中水银柱高50厘米,则管顶内壁M处受到水银的
压强为_______厘米汞柱,方向为.
图3
9.高山上煮鸡蛋不易煮熟,这是因为高山上气压低,水中的沸点的缘故.
10.抽水机是利用把水从低处抽到高处的.
二、选择题
n.下列关于压力的说法,其中正确的是()
A.压力的方向总是竖直向下的B.压力的方向总是垂直于受压物体的表面
C.压力的大小一定等于物体的重力D.重力越大,产生的压力越大
10
12.下列说法中错误的是()
A.作用在物体上的压力越大,对物体的压强就越大
B.压力一定时,受力面积越大,压强越小.
C.受力面积不变时,压力越大,压强越大.
D.受力面积增大时,压强不一定变小.
13.大型运输平板车装有100多个车轮子,这样做的目的是为了()
A.保持平稳B.减小对地面的压力C.经久耐用D.减小对地面的压强
14.如图4所示,容器中A、B两点处受液体压强的大小分别是口与PB,它们的关系是()
A.pA=3pBB.pB=3pAC.PA=PBD.以上说法都不对
15.三个完全相同的容器内放入等质量的水,分别浸没等质量的铜、铁、铝实心球,水没有溢出,则
水对容器底部最大的压强是()
A.放铜球的B.放铁球的C.放铝球的D.三容器一样大
16.自来水钢笔吸墨水时,先用手按一下橡皮管外的弹簧片,然后松手,墨水就“自动”进入橡皮管
中,其原因是由于()
A.橡皮管内有吸力B.手给橡皮管压力C.弹簧片有压力D.大气压的作用
三、计算题
17.圆图钉的面积为0.05毫米2,图钉帽的面积为1厘米1若加在图钉帽上的压强为1.5X10,帕,
则图钉尖对墙的压强为多大?
18.船在2米深的水下有一小洞,洞的面积为10厘米;为了把洞堵住,填充物至少要承受多少的
19.一个两端开口的直圆筒下端放一个轻质塑料薄片,把薄片压入水下20厘米处,如从筒口缓慢倒
入筒中密度为0.8X及千克/米3的酒精,则倒多深时,塑料片恰好会掉下?
参考答案
一'填空题
1.减小受力面积、增大
2.马德堡半球、托里拆利、1.01X10\76
3.4X10%4X103
11
4.392
5.增大受力面积,减小压强
6.变大、变小
7.980、0.98
8.26、竖直向上
9.降低
10.大气压
二、选择题
11.B12.A13.D14.B15.C16.D
三、计算题
17.F=piSi=1.5Xl()2牛Pz=—=3XIO19帕
S2
18.p=pgh=1.96X104帕F=pS=19.6牛
ph水
19.p水=p酒p水gh水=p酒gh酒h酒=------=25厘米
P酒
八年级物理压强浮力计算题精选
1、如图15所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积
为4dm3,木块的密度为0.6XlO/g/V,试求:
12
(1)水对容器底面的压强是多少?木块受到的浮力是多大?
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?
此时水对容器底的压强比第(1)问中的大还是小?
图15
2、用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸
入水中,如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg)
(1)圆柱体受的最大浮力。
(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强。
⑶圆柱体的密度。
3、一个不规则的实心物体,质量55g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水。然后向烧杯
中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止。g=10N/kg)求:
(1)物体在纯水中所受的浮力;
(2)物体的体积:
(3)物体悬浮时盐水的密度。
4、(9分)一根木头重为1600N,体积为0.2m:漂浮在水面上,g取10N/kg.求:
(1)木头的质量;
(2)木头的密度;
(3)木头受到的浮力.
5、一带阀门的圆柱形容器,底面积是300cm2,装有13cm深的水。正方体A边长为12cm,重25N,用细绳悬挂
放入水中,有1/6的体积露出水面,如图11所示。试求:
(DA受到的浮力,此时水对容器底部的压强。
(2)若细绳所能承受的最大拉力是14.92N,通过阀门K缓慢放水,当绳子刚要被拉断的瞬间,容器中液面下降
的高度。(取g=10N/kg)
13
6、如图所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的
部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,木块有20cm,的体积露出水面.求木块的密度.(g取
10N/kg)_
木
块
TTTTTTTTT
7、密度是0.6Xl(rkg/nf的木块,体积是4nf当它浮在水面上时,取g=10N/kg,求:
(1)木块重力;(2)木块受到的浮力;
(3)木块排开水的体积;(4)木块露出水面的体积.
8、如图所示,水面上漂有一块体积为2米,的浮冰,露出水面的体积为0.2米“。求:该冰块受到的浮力。
9、有一体积为1义10一4米3的实心铁块,挂在弹簧秤上后浸没在水中(铁块没有接触容器底部),铁的
密度为7.8X103千克/米3,求:
(1).铁块的重力。
(2).铁块所受到的浮力。
(3).弹簧秤的示数。
10、有一密度为0,彷/活;边长为iocm的立方体木块浸在水中,如图5所示,若用对木块的拉力
是39.2N,求木块此时受到的浮力?(用三种方法)
11、如图5中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:(1)冰在水中熔化后,水面如何变
化?(2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化?
14
12、一块冰内含有一小石块,放入盛有水的量筒内,正好悬浮于水中,此时量筒内的水面升高了4.6cm.当
冰熔化后,水面又下降了0.44cm.设量筒内横截面积为50cnf,求石块的密度是多少?(-^*=0.9X103kg/m3)
13、一个物块浮在水面上,它没入水中部分的体积是50cnf,露在水面上的部分体积是25cm1
(1)物块受到的浮力多大?
(2)物块的质量是多大?
(3)物块的密度是多大?
14、弹簧秤下挂一个物体,在空气中读数是1.65N,当物体全部浸入水中时,弹簧秤示数是0.9N.求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体的密度.(g=10N/kg)
15、把一个外观体积为17.8cnf的空心铜球放入水中,它恰好处于悬浮状态,已知铜的密度是8.9X10%g/nf,
g取10N/kg,,求:
(1)空心铜球的重力;(2)铜球空心部分的体积。
16、用弹簧测力计测石块,其重为9.8N,若把石块的一半浸没于水中,弹簧测力计的读数为7.84N,(P
„=0.8X103kg/m3)则:
(1).此石块所受到的浮力是多大?
(2).这种石块的密度是多少?
(3).若把石块全部浸入煤油中,弹簧测力计的读数将变为多大?
17、一艘潜水艇的体积为600053,其内部水箱的容积是2000尚\当它在水下匀速航行时,水箱正好灌
满水,此时潜水艇受到的浮力是多少?当潜水艇排完水箱中水时,潜水艇匀速航行时受到的浮力是多少?
(海水密度为103x103在面,g=10加速)
18、在抗震救灾中,某舟桥部队利用冲锋舟为灾区开辟了水上生命线(如图所示),人们乘坐的冲锋舟满
载时排开水的体积是1.5n冲锋舟自重为0.6X10%,假设每人的平均质量为60Kgo求:
(1)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(2)为保证安全,这条冲锋舟最多能承载多少人?
(3)冲锋舟底部0.5m深处所受水的压强多大?(水的密度为lX103Kg/n)3,g=19N/Kg)
15
19、小明将一块冰放到一杯冷水中,他测出某时刻冰块露出水面的体积是1.0X10,)占整个冰块体积的
十分之一,同时测出了杯中水的深度为①15m。求:
(1)水对杯子底部的压强;
(2)此时冰块受到的浮力;
(3)冰块的密度。(g取10N/kg、P水=1.0Xl(Tkg/irf)
20、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。
21、如图示,在托盘台秤上放有一个装水的烧杯,一个质量m=900g、体积V=200cm3的实
心物体被用细线吊着浸在水中。(g=10N/kg)
(1)计算物体受到的浮力,写出计算过程。
(2)此时托盘台秤的示数等于哪几个力的大小之
和?。
22、如图所示,物体漂浮在圆柱形容器的水面上,B物体上放着一个物体A时,B排开水的体积为匕;若
3
将A取下放入水中静止后,A、B两物体排开水的总体积为Vz,且匕一匕=2疝,pA=3x}0kg/m,
g=10曾/超,求容器底对物体A的支持力的多少?
23、将边长是10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大水槽内.待木块静止时,从水槽中溢出了600g
水,g取10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块下表面受到的水的压强.
24、奥运场馆是指专为奥运会和残奥会提供比赛、训练和赛会组织接待等服务场所、设施。国家体育中心
俗称“鸟巢”(如图14),是2008年奥运会的主场馆,也是开幕式和闭幕式的体育场馆(如图所示)。
(g=10N/kg)
16
(1)在“鸟巢”中使用了400t的钢材,如果将这些钢材制成一个钢板,钢板厚度是100mm,则这块钢板
的面积为多少m”这个钢板对地面产生的压强是多少?(设P=8.0X103kg/m3)
(2)“鸟巢”中使用的Q460型钢材是我国自主研制的,它承受的压强可达4.6X10Ta,相当于多少米高的
水柱产生的压强?
25、“业余侦探”小明发现两个并拢的“可疑”鞋印,为了估测那个人的体重,小明在方格纸上描下一
个鞋印的轮廓,如图,图中每个小方格的面积是5cm)测量时,凡大于半格的都算一格,小于半格的都不
算。为了测量压强,他在紧挨鞋印旁边地面用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,垫片与
地面接触的面积是10cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数是15N。根据以上数据,
试求:(g取10N/kg)
(1)垫片对地面的压强;
(2)“可疑”人的质量。
26、滑板运动已经成为都市青年最流行、最持久的时尚运动。一块滑板是由板面、滑板支架(滑板桥)和
四只滑板轮等部分组成,总质量约为5kg,如图11所示。其中板面是由一块质量约为4kg,体积约为5X
ICTm,的复合材料组成。求:
(1)组成板面的复合材料密度。
(2)若每个滑板轮与水平地面的接触面积为2X10Tm:当一个质量为45kg的学生站在滑板上时,滑板对
水平地面的压强。
17
27、如图所示,普氏野马属于国家重点保护动物。我国动物保护组织成员曾发现普氏野马饮水时在沙地上
留下的一些足迹,深度达1.2cm.通过实验测得要使该沙地达到相同的深度(四蹄着地),压强为9X104Pa,
并由此估算出,一匹成年普氏野马的质量约为360kg.。
(1)在沙地上实验时达到相同深度的目的
是O
(2)成年普氏野马对水平地面的压力约为多少?它的一个蹄印的面积大约多少?(g取10N/kg)
28、某封冻的河面上的冰能承受的最大压强是4X104Pa,在冰面上行驶的小车质量是200kg,它与冰面的
接触面积是0.4m)在保证安全的情况下,小车上最多能装多大质量的货物?取g=10N/kg。
29、芭蕾舞演员体重为475牛,两只脚掌面积为150平方厘米,表演时足尖与地面的接触面积为9.5平方
厘米;大象的体重6X10,牛,每只脚掌面积600平方厘米.求:
(1)芭蕾舞演员足尖着地表演时和大象四脚着地站立时,各自对地的压强;
(2)芭蕾舞演员和大象能否都在封冻的河面上行走?(封冻河面能承受最大压强为3.4X105帕.)
30、据《海南日报》2009年5月22日报道,我省公路桥梁不堪重负,超限超载车辆每年碾出亿元“窟窿”。
国家规定,载重汽车对地面的压强应控制在7Xl()5pa以内。我省路政执法人员在某段公路稽查到一辆超载
的六轴水泥罐装车,车货总质量高达100t,该车轮胎与地面接触的总面积约为0.8m?,求:
(1)、该车以20m/s的速度匀速行使36km所需的时间是多少?
⑵、该车受到的总重力是多大?(1t=103kg,g=10N/kg)
(3)、该车对地面的压强是多少?
31、以下是一道有关压强的试题和小明的解答过程,请您分析有无错误?如有错误,请指出其中的错误之处
并在试题下面的空白处加以改正。
如图所示,平底茶壶的质量是400g,底面积是40cm2,内盛0.6kg的开水,放置在面积为1m2的水平桌面中
央。试求:
(1)水对茶壶底部的压力?
(2)茶壶对桌面的压强?(g=9.8N/Kg)
18
32、小明用一装满纯净水的瓶和放在水平桌面上的海绵做实验,探究”影响压力作用效果的因素”。如图
所示,他从商标上查到这瓶水的“净含量”是630mL(如比=加/=);又测出瓶底面积为35cm2,
瓶盖面积为7cm②,空瓶的重力忽略不计,根据小明收集的数据,请你解答:
(1)由图可以看出小明是利用的方法来比较压力作用效
果的。
(2)这瓶纯净水净重多少N?(g=10N/kg)
(3)瓶子倒前时对海绵的压强是多少?
33、一个用铜做成的实心正方体重8.9kg,放在面积为0.1itf的方形水平桌面的中央,试求此时正方体铜
块对水平桌面的压强?(g取10N/kg;铜的密度为8900kg/mD
参考答案
1、(1)水对容器底部的压强是:p=Pit.glFXX103X10X0.5=5X103Pa............(2分)
木块受的浮力是:/J*gV^\X103X10X4X10-3=40N............(2分)
(2)最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力时:
F'=6木=o水g/木=0.6X103X10X4X10-J24N.....(2分)
因为木块浮出水面的过程中,水面下降,所以此时水对容器底的压强比第(1)问中的小.......。分)
2、(1)由题意可知F;?=G-F=2.0NT.4N=0.6N
(2)由图可知,圆柱体刚浸没时下表面距水面距离为
h=12cm=0.12m
,.•p=/?gh.,.P=lX103kg/m3X10N/gX0.12m=l.2X103Pa
(3)YF浮=Q海V推g
;.V排=F/Q水g=0.6/1X103X10=0.6X10V
圆柱体浸没V物川推
又G=mg='WVftg
Q=G/V物g=2.0/0.6X1()TX1O=3.3X103kg/m3
3、(1)Fff=G#=0.5N
(2)G样=p水gV排
________052/________5xl(p5/
1.0xl03jtg/mxlOJV/kg
19
浸没时V物&Vs=5X10V
(3)因为物体悬浮,所以P签水=P物=m物/V物=0.055kg/(5X105m3)=1.1X103kg/m3
4、本题要求学生会结合二力平衡知识,用简单公式计算质量、密度、浮力,认真学习的同学都能够做好.难
度系数0.8.正确答案:(1)160kg(2)800kg/m3(3)1600N
5、解:容器中水的积为:丫水=SH=3.9X10,3,
正方体的体积为VA=L3=l.728X10Vo
5
(1)A受到的浮力为:F浮=6p水gVA=14.4N。设A放入水中后水深为H,,则有
5
SH,=V水+6VA,所以H,=0.178m。
3
此时水对容器底部的压强P=P水gH'=1.78X10Pao(2)初始A浸入水中深度为h0=5L/6=10cm。
当绳子刚被拉断时有:Fm+F浮'=G,所以F浮'=10.08No
设此时A浸入水中深度为h,则有F浮'=「水81211。
所以h=7cm,Ah=h-h=3cm。
6、精析分别对木块所处的几种状态作出受力分析.
如图3(a)(b)(c).
图(a)中,木块受拉力F,,重力和浮力.
图(b)中,细线剪断,木块处于漂浮状态,设排开水的体积为V群
图(c)中,将露出水面的部分切去后,木块仍漂浮,这时再
施加E=1N的压力,仍有部分体积露出水面.
已知:F,=2N,E=1N,V'=20cm3—2X10-5m3
求:
解根据三个图,木块均静止,分别列出受力平衡过程
%=G+M①
%=G②
/3=G?+弱③
将公式中各量展开,其中v排指图(b)中排开水的体积.
20
〔怂式展-")=曝+弱(,指图(。中露出的体积)
代入数值事理,过程中用国际单位(略)
2
("*VL""VQ=10+巴X2X1产
约去V搜和V,求得:巴=0.6X10%//
答案木块密度为0.6X10%g/nf.
7、240024002.41.6
8、VW=V物一V露=2米一(I.2米3=1.8米s1分
F浮=P水gV
排1分
=1.0X103千克/米3义9.8牛/千克XI.8米31分
=17640
牛1分
9、(1).m=PV
=7.8Xl(f千克/米3X1X1CF4米MX78千克2分
G=mg
=0.78千克X9.8牛/千克=7.644牛2分
(2).尸浮=P;Kg「排
=1.0X10,千克/米叹98牛/千克XIXI。-4米3
=0.98牛3分
(3).弹簧秤示数为
F=G—F*
=7.644牛一①98牛=6.664牛2分
说明:(1)、(3)小题中公式1分,代入与结果1分
(2)小题公式1分,代入1分,结果1分
10、解法一:根据浮力产生的原因求解
即.%=%—?上=初下一P上)s=[Q水水gRS
=14.7-4.9=9.8^
解法二:根据阿基米德原理求解。“伴=夕水g/i=93"
解法三:根据木块受到的力求解。。=0+7=口水%+7=9'凶
21
n、精析这道题可以用计算的方法来判断,关键是比较两个体积,一是冰熔化前,排开水的体积v排
个是冰熔化成水后,水的体积v水.求出这两个体积,再进行比较,就可得出结论.
解(1)如图5(a)冰在水中,熔化前处于漂浮状态.
F浮=6冰
水g__V排=m冰g
%
V卷=%
冰熔化成水后,质量不变:nu=m*
处如
求得:V*=""=&
比较①和②,v*=v,.
也就是冰熔化后体积变小了,恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积.
所以,冰在水中熔化后液面不变
(2)冰在盐水中:冰熔化前处于漂浮,如图5(b),则
F盐浮G冰
盐水g__V排盐=m冰g
%
V排盐=%水①
冰熔化成水后,质量不变,推导与问题(1)相同.
也
V"=8
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