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第14 章 压强和浮力【知识网络图示】来源:中#国教#育出#版网压力的定义：垂直压在物体表面上的力来源:中_教_网z_z_s_tep定义：物体单位面积上受到的压力压强的概念公式：p=单位：帕斯卡(牛米2)，简称帕，符号为Pa来源:中国教育出版网zzstep.com增大或减小压强的方法改变压力大小改变受力面积大小产生原因：液体受重力，且具有流动性来源:zzstep.com对容器底、侧壁、液体内部都有压强规律压强随深度的增加而增大液体的压强同一深度向各个方向的压强相等来源:中国教育出版网zzstep.com跟液体的密度有关系压强计算公式:p (可推导出p=gh)测量工具：压强计来源:中_教_网z_z_s_tep实际应用：连通器、船闸等来源:zzstep.com压强和浮力大气压的存在大气压产生原因：空气受重力作用，且具有流动性来源:中|国教|育出|版网证明大气压存在的实验：马德堡半球实验：大气压强测定大气压大气压的变化：随高度的增加而减小来源:zzstep.com 液体沸点与大气压的关系： 大气压的应用：活塞式抽水机、离心式水泵等气体的压强和流速的关系：流速大，压强小；流速小，压强大浮力：阿基米德原理：F浮=G排上浮：F浮G，液物，向上运动物体浮沉条件漂浮：F浮G，液物，部分体积露出液面来源:中+教+网z+z+s+tep浮力悬浮：F浮G，液=物，在液体内部任意位置下沉：F浮G，液物，向下运动浮力的应用轮船：漂浮条件及应用来源:中教网zzstep潜水艇：靠改变自身的重力来实现浮沉气球和飞艇：靠充气或放气改变浮力实现浮沉来源:中教网例题一、知识性专题专题1 固体压强来源:中+国教+育出+版网 例1 你有这样的体会吗?睡在“席梦思”软床上比睡在硬板床上舒服得多一个质量为60 kg的人，仰躺在硬板床上和“席梦思”软床上时，身体与床的接触面积分别约为0.1 m2和0.4 m2请你通过计算压强来比较一下为什么睡在“席梦思”软床上更舒服(g10 N来源:中国教育出版网zzstep.comkg) 来源:z|zs|tep.com专题2 液体压强 例2 甲、乙、丙三支相同的试管中都装有相同质量的水，现在把甲竖直放置，乙、丙倾斜放置(水未流出)，如图14-142所示，则哪支试管底部受到水的压强大 ( )来源:中+国教+育出+版网 A甲试管 B乙试管 C丙试管来源:z|zs|tep.com D甲、乙、丙试管受到水的压强相同 来源:zzstep.com专题3 浮力 例3 如图14-143所示，把甲、乙、丙三个小球放入水中，已知V甲V乙，m乙m丙，则受到浮力最大的是 ( )来源:中&教&网z&z&s&tep A甲球 B乙球 C丙球来源:中国教育出版网zzs tep.com D无法判断二、规律方法专题专题4 浮力的解题思路来源:z,zs,tep.com【专题解读】浮力是力学中综合性最强的知识，它与体积、质量、密度、二力合成、二力平衡及压强的知识紧密相关，所以它既是重点又是难点 对于浮力知识可以高度概括两点：来源:中教网(1)阿基米德原理：F浮液 gV排，从公式中看出浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，而与物体所处深度，物体的密度、体积等因素无关当物体全部浸在液体里时，V物V排；当物体部分浸在液体中时，V物V排来源:中国教育出版网zzstep.com (2)根据对物体的受力分析，列出力的关系式，是浮力与重力、拉力、压力之间建立起来的桥梁，这也是判断物体状态和解浮力题的关键 根据上述理解，我们确定解浮力题的基本思路有四步：来源:中,教,网z,z,s,tep 确定研究物体，并对物体进行受力分析 在受力分析的基础上，列出力的关系式 把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式来源:中国教育出版网zzstep.com 根据已知条件解出所求量 例4 小晨同学注意到新闻经常说国际原油价格涨至多少美元一桶，又说我国进口每吨原油提高多少元他不知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系他来源:中&国教&育出&版网设法获得原油样品若干，将密度为0.6103 kgm3、体积为100 cm3的木块放入原油中，木块漂浮在油面上，有的体积露出油面(g取10Nkg) (1)求木块受到的浮力来源:中国教育出版网zzstep.com (2)若每只桶的容积为m3，则1吨原油等于多少桶?专题5 计算浮力的四种方法【专题解读】 (1)浮力等于物体受到液体对它向上和向下的压力差即F浮F向上-F向下.来源:中国教育出版网zzstep.com (2)浮力等于物体的重力减去物体浸在液体中受到的拉力，即F浮G-F拉 (3)根据阿基米德原理计算：F浮G排液液 gV排.来源:中国教育出版网 (4)根据物体漂浮在液面或悬浮在液体中的条件F浮G物，应用二力平衡的知识求物体受到的浮力 例5 弹簧测力计下挂有一个重为12N、边长为l0 cm的正方体合金块，当把合金块来源:中_教_网z_z_s_tep全部浸入水中时，弹簧测力计的示数为2 N，此时合金块的上表面距水面05 m，求这个合金块受到的浮力(g10 Nkg) 三、思想方法专题专题6 控制变量法来源:中|国教|育出|版网例7 研究液体压强的实验中所选用的器材，除水、盐水外，还需 、 、 .某同学用压强计研究液体的压强时，记录了5组数据，见下面表格；那么：来源:中国教育出版网zzstep.com实验次数橡皮膜所处液体橡皮膜所处深度（cm）橡皮膜的朝向压强计左右液面高度差（cm）1水40朝上32水40朝侧面33水40朝下34水100朝下7.35盐水100朝下8 (1)比较第 次实验数据知：在同种液体的同一深度处液体向各个方向的压强都相等 (2)比较第 次实验数据知：液体的压强随深度的增加而增大来源:中+教+网z+z+s+tep (3)比较第 次实验数据知：液体压强跟液体密度有关 例8 在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，班级的“物理小博士”为同学们做了如图14-144所示的一系列实验请你从中选出一些图，针对某一个因素进行探究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明你的探究结果来源:中国教育出版网zzstep.com专题7 等量代换法来源:中.教.网z.z.s.tep【专题解读】 等量代换法是科学研究中常用的方法之一，是在不能测量或求出某个物理量的时候，通过求出与之相等的物理量来间接求出未知量的方法 例9 给你如下器材：一个圆形塑料吸盘、一块玻璃、一根细线、一把刻度尺、一只来源:中教网量程足够大的弹簧测力计，你能否用这些器材粗略地测出大气压的值?要求： (1)写出实验步骤 (2)写出大气压强的计算公式来源:中*国教*育出*版网专题8 图像法【专题解读】图像法在物理学中经常利用，表示一个物理量随另一个物理量的变化情况来源:zzstep.com，它可以直观、形象地表示物理量间的变化规律例10 如图14-145甲所示，将挂在弹簧测力计上的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深)，在圆柱体接触容器底之前，能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面来源:中_国教_育出_版网距离h的关系图像是如图14-145乙所示的 ( )【课堂检测】来源:中#教#网z#z#s#tep一、选择题1下列事例中；为了减小压强的是 ( ) A注射器的针头做得很尖 B压路机上碾子的质量很大来源:zzstep.com C载重汽车装有许多很宽的车轮 D滑冰运动员的冰鞋上装有冰刀2下列关于压力和压强的说法正确的是 ( ) A单位面积上受到的压力越大，压强越大 B受力面积越大，压强越小来源:中+国教+育出+版网 C重力越大，压力越大 D压力越小，压强越小 3下列器具不属于利用连通器原理工作的是 ( ) A钢笔吸墨水 B船闸来源:中。国教。育出。版网 C锅炉水位计 D茶壶4如图14-146所示的事例能减小压强的是 ( )来源:中国教育出版网zzstep.com5把可乐瓶去掉瓶底，倒放，如图14-147所示，把一乒乓球放入，堵住瓶口，往瓶内倒水，对乒乓球受力分析正确的是 ( ) A重力、浮力、压力 B浮力、压力、支持力来源:中#教#网z#z#s#tep C重力、压力、支持力 D重力、支持力、浮力6研究发现，同一物体在地球的不同纬度所受的重力不同， 物体越靠近赤道，所受重力越小；越靠近地球两极，所受重力越大一艘来源:中&国教&育出&版网 军舰从我国青岛港出发，前往位于赤道附近的亚丁湾执行护航任务，若 海水密度及舰艇质量不变，比较两地，则该舰艇（ ） A在亚丁湾所受的浮力较小来源:zzstep.comB在亚丁湾所受的浮力较大 C在两处所受的浮力相等 D在亚丁湾所排开海水的重力较大来源:中国教育出版网zzstep.com7如图14-148所示是甲、乙两种液体内部压强与深度关系的图像，设液体甲的密度为甲，液体乙的密度为乙，则甲和乙的关系是 ( ) A甲乙 B甲乙来源:中|教|网z|z|s|tep C甲=乙 D无法确定8某农户生绿豆芽时，将绿豆倒入盛水的容器中，发现成熟饱满 的绿豆沉入水底，干瘪、虫蛀的绿豆漂浮在水面上，产生这一来源:中#国教#育出#版网 现象的原因是 ( ) A沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力大于重力B沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力等于重力来源:教育出版网zzsC沉底的绿豆受到的浮力大于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力等于重力D沉底的绿豆受到的浮力等于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力小于重力9木头、小鱼、石块、海螺在水中的位置如图14-149所示，分析它们所受的浮力，错误来源:中国教育出版网zzstep.com的是 ( ) A木头受到的浮力等于它自身的重力 B小鱼受到的浮力等于它排开的水受到的重力来源:中_教_网z_z_s_tep C石块受到的浮力等于它自身的重力 D海螺受到的浮力等于水对它的压力差二、填空题来源:中+教+网z+z+s+tep10如图14-150所示，在雪地里，步行的人陷入齐膝的 雪中，而滑雪者却几乎不陷下去，这是因为 .11“六一”前夕，某质监部门对儿童玩具市来源:z。zs。tep.com 场进行了专项检查，发现个别玩具结构不太牢固，断裂后尖锐的边缘容易刺伤孩子，这是因为当人体碰上玩具尖锐的边缘时，减小了受力面积，它对人体的压强 (填“增大”“减小”或来源:中#国教#育出#版网“不变”)12液体内部的压强随深度的增加而 ；铁钉越尖，越易钉入木板，说明压力的来源:中.教.网z.z.s.tep作用效果与 有关13如图14-151所示的广告有科学性的错误，请你找出来，并简要说明它违背了什么来源:zzstep.com物理原理或规律错误是： ，它违背了 _原理14我国举世瞩目的三峡大坝全线建成拦河大坝之所以修成 “上窄下宽”的形状，是因为 三峡大坝的船闸是 在来源:z|zs|tep.com实际中的具体运用，它能让大型轮船在上下游之间顺利往返航行。15装开水的热水瓶，有时第二天会出现难拔出瓶塞的现象，其原因是 来源:中教网 16一艘船的排水量为8000吨，则满载时它受到的浮力为 N，若其最大来源:中_国教_育出_版网载货量为5000吨，而现在实际上只载货4000吨，则受到浮力为 N(g10 Nkg)17如图14-153所示，重为3105N的飞艇静止在空中，飞艇受到的浮力大小为 N来源:zzstep.com，方向竖直 .三、作图与实验探究题18如图14-154所示，甲、乙、丙三支相同的试管竖直放在水平桌面上，已知甲试管内放有一定质量的水，若要在乙试管内放盐水，丙试管内放酒精，使三支试管底部受到的液体压强相等，请在乙、丙试管中用实线画出各液面大致的位置(盐水水酒精)19如图14-155所示，把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中，所受到的浮力为F甲和F乙，则F甲 F乙；若它们的液面相平，则两液体对容器底部的压强关系是P甲 P乙 四、计算题20小莉同学用水桶给刚刚栽上的树苗浇水桶装满水时，水桶、水和漂浮在水面上的水勺的总重为120 N，水面距桶底高度h03 m(g取10 Nkg，水1.0103kgm3)问： (1)桶装满水时，水对桶底的压强多大? (2)小莉将水桶提离地面0.2 m后，沿平地行走20 m到栽树处，求整个过程中人对水桶所做的功(3)若水勺的质量为0.5 kg，且完全漂浮在水面，求水勺受到的浮力大小参考答案1C提示：AD选项属于减小受力面积增大压强，B选项属于增大压力增大压强只有C选项属于增大受力面积减小压强 2A提示：压力与重力是两个不同的概念，当把物体静放在水平面上时，重力与压力相等，可以认为重力越大，压力越大，但有时压力的大小与重力的大小无关，如把物体压在竖直墙壁上，墙受到的压力与物体的重力无关，所以C选项错根据p可知，压力越小，但受力面积不确定时，无法判断压强的大小，所以D选项错 3A提示：钢笔吸墨水是利用大气压强 4C 5C提示：浮力产生的原因是浸没在液体中的物体上、下表面受到的压力之差造成的，而乒乓球的下表面不受水产生的压力，所以乒乓球不受浮力作用 6A提示：舰艇无论在什么地方，它总是漂浮在水面上，所受的浮力与重力是相等的，由于舰艇的重力与排开水的重力大小均与所处的纬度有关，所以在同一位置时它们的大小始终相等，位置发生变化时，同时增大或同时减小，根据越到赤道重力越小可知，在亚丁湾舰艇所受的重力较小，同样浮力也较小 7B提示：根据pgh，可知.作纵坐标的平行线与甲、乙图像相交于两点(如图14-158所示)时的深度相同，但P甲p乙，由于，所以甲乙. 8B提示：物体的浮沉取决于重力与浮力的大小关系，当重力大于浮力时物体会下沉，当重力等于浮力时物体会悬浮或漂浮 9C 10压力一定时，受力面积越大，压强越小 11增大提示：根据p可知，当压力一定时，减小受力面积增大压强 12把手帕垫在手上 受力面积 减小提示：把手帕垫在手上后，相当于把塑料袋的带子增加了宽度，增大了受力面积，在压力一定的情况下能减小压强 13增大 受力面积提示：根据pgh可知，当液体密度一定时，压强随深度的增加而增大 14105提示：离井底5 m的水深为10 m，则pgh10103kgm310 Nkgl0 m105 Pa. 15壶嘴与壶身的水面不相平 连通器 16液体压强随深度的增加而增大 连通器提示：拦河坝的作用是拦水，而液体的压强随深度的增加而增大，那么坝底受到的压强就大些，如上下一样宽就容易被冲倒，所以为防止被水冲倒，拦河坝底部必须做成比上部宽些 17由于瓶内温度降低，瓶内气压小于外界大气压提示：当瓶内温度降低后，液体上方空气中的水蒸气液化，使瓶内气压减小，且小于外界大气压 18不变 10提示：小物块投入装满水的烧杯后，水的深度不变，由pgh可知，烧杯底部受到水的压强不变由于小物块恰能在水中悬浮，可以确定物水，m物 V1.0103kgm31010-3m310 kg 192103提示：水对水槽底的压强为pgh1.0103kgm310 Nkg0.2 m2103 N，由于松开铁夹后，a管和b管通过橡皮管与烧杯底部相连通，组成一个连通器，根据连通器的原理知，松开铁夹后，两管中的液面最终与烧杯内的水面保持相平 208107 7l07 213105 向上提示：因为飞艇静止在空中，所以F浮G3105N 22如图14-159所示提示：由pgh得h，当压强p相等时，密度越小，深度h越大，所以h盐水h水h酒精. 23 提示：两支完全相同的密度计重力相等，G甲G乙，甲、乙都在液体中漂浮，F甲G甲，F乙G乙，所以F甲F乙从图中可以看出V排甲V排乙，由F浮液 gV排得，甲乙，又因为h甲h乙，根据pgh可知，p甲p乙 24解：F象G象m象g=2103kg10Nkg=2104N，p象=8104Pa，P人1.25105Pa，因为p人P象，所以人(妈妈)在沙地上留下的脚印比小象的深 25解：(1)桶装满水时，水对桶底的压强：pgh1.0103kgm310 Nkg0.3 m3000 Pa (2)人对水桶所做的功：WGh120 N0.2 m24J (3)漂浮时，水勺受到的浮力：F浮G物=mg0.5 kgl0 Nkg5 N
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