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压强和浮力
《压强和浮力》复习提纲
一、固体的压力和压强
1.压力:
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。
指出下列各种情况下所受压力的大小。
G G F+G G–F F-G F
2.研究影响压力作用效果因素的实验:
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。
概括这两次实验结论是:
压力的作用效果与压力和受力面积有关。
本实验研究问题时,采用了控制变量法和对比法。
3.压强:
⑴定义:
物体单位面积上受到的压力叫压强。
⑵物理意义:
压强是表示压力作用效果的物理量。
⑶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)。
A、使用该公式计算压强时,关键是找出压力F(一般F=G=mg)和受力面积S(受力面积要注意两物体的接触部分)。
B、特例:
对于放在桌子上的直柱体(如:
圆柱体、正方体、长放体等)对桌面的压强P=ρgh。
⑷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。
它表示:
人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为:
1.5×104N。
⑸应用:
当压力不变时,可通过增大受力面积的方法来减小压强如:
铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。
也可通过减小受力面积的方法来增大压强如:
缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄
4.一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力压强问题:
处理时:
把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(一般常用公式P=F/S)。
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.测量:
压强计 用途:
测量液体内部的压强。
3.液体压强的规律:
⑴液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
⑵在同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
⑶液体的压强随深度的增加而增大。
⑷不同液体的压强与液体的密度有关。
4.压强公式:
⑴推导压强公式使用了建立理想模型法,前面引入光线的概念时,就知道了建立理想模型法,这个方法今后还会用到,请认真体会。
⑵推导过程:
(结合课本)
液柱体积V=Sh;质量m=ρV=ρSh。
液片受到的压力:
F=G=mg=ρShg。
液片受到的压强:
p=F/S=ρgh。
⑶液体压强公式p=ρgh说明:
A、公式适用的条件为:
液体。
B、公式中物理量的单位为:
P:
Pa;g:
N/kg;h:
m。
C、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。
D、液体压强与深度关系图象:
6.计算液体对容器底的压力和压强问题:
一般方法:
㈠首先确定压强P=ρgh;㈡其次确定压力F=PS。
特殊情况:
压强:
对直柱形容器可先求F 用p=F/S
压力:
①作图法;②对直柱形容器 F=G。
7.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
1.概念:
大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有p0表示。
说明:
“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压──指部分气体压强。
高压锅外称大气压。
2.产生原因:
因为空气受重力并且具有流动性。
3.大气压的存在──实验证明:
历史上著名的实验──马德堡半球实验。
小实验──覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
4.大气压的实验测定:
托里拆利实验。
(1)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。
(2)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。
(3)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)
5.大气压的特点
(1)特点:
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。
一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(2)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100Pa
8.沸点与压强:
内容:
一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
9.体积与压强:
内容:
质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。
应用:
解释人的呼吸,打气筒原理,风箱原理。
☆列举出你日常生活中应用大气压知识的几个事例?
答:
①用塑料吸管从瓶中吸饮料;②给钢笔打水;③使用带吸盘的挂衣勾;④人做吸气运动。
三、浮力
1.浮力的定义:
一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。
2.浮力方向:
竖直向上,施力物体:
液(气)体。
3.浮力产生的原因(实质):
液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差即浮力。
4.物体的浮沉条件:
(1)前提条件:
物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
(2)请根据示意图完成下空。
下沉 悬浮 上浮 漂浮
F浮
ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 ρ液>ρ物 ρ液>ρ物
(3)说明:
①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为
ρ。
分析:
F浮 =G则:
ρ液V排g=ρ物Vg
ρ物=(V排/V)·ρ液=
ρ液
③悬浮与漂浮的比较
相同:
F浮 =G
不同:
悬浮ρ液=ρ物;V排=V物
漂浮ρ液<ρ物;V排 ④判断物体浮沉(状态)有两种方法: 比较F浮 与G或比较ρ液与ρ物。 ⑤物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为: ρ物=Gρ/(G-F)。 ⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。 5.阿基米德原理: (1)内容: 浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。 (2)公式表示: 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。 (3)适用条件: 液体(或气体) 6.漂浮问题“五规律”: (历年中考频率较高) 规律一: 物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力; 规律二: 同一物体在不同液体里,所受浮力相同; 规律三: 同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小; 规律四: 漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几; 规律五: 将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。 7.浮力的利用: (1)轮船: 工作原理: 要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。 排水量: 轮船满载时排开水的质量。 单位t,由排水量m可计算出: 排开液体的体积V排= ;排开液体的重力G排=m;轮船受到的浮力F浮 =mg,轮船和货物共重G=mg。 (2)潜水艇: 工作原理: 潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。 (3)气球和飞艇: 工作原理: 气球是利用空气的浮力升空的。 气球里充的是密度小于空气的气体如: 氢气、氦气或热空气。 为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。 (4)密度计: 原理: 利用物体的漂浮条件来进行工作。 构造: 下面的铝粒能使密度计直立在液体中。 刻度: 刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大。 8.浮力计算题方法总结: (1)确定研究对象,认准要研究的物体。 (2)分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。 (3)、选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。 计算浮力方法: ①称量法: F浮=G-F(用弹簧测力计测浮力)。 ②压力差法: F浮=F向上 -F向下(用浮力产生的原因求浮力)。 ③漂浮、悬浮时,F浮=G(二力平衡求浮力)。 ④F浮=G排或F浮=ρ液V排g(阿基米德原理求浮力,知道物体排开液体的质量或体积时常用)。 ⑤根据浮沉条件比较浮力(知道物体质量时常用)。 二、对接中考 1.(09兰州)如图所示,将一块砖平放、立放、侧放时,它对地面的压强 ( ) A.平放时最大 B.立放时最大 C.侧放时最大 D.平放、立放、侧放时,一样大 2.(09福州市)如图所示的事例中,属于减小压强的是( ) 3.(09宁波)下列事例能减小压强的是( ) 4.(09台州)据报道,一个普通农民发明了塑料袋小提手,能防止双手被较重的塑料袋勒得发痛。 使用这种小提手提塑料袋能 ( ) A.减小对手的压强 B.减小对手的压力 C.增大对手的压强 CD.增大对手的压力 5.(09温州)小明在学习液体压强时,用压强计做了如下实验,获得下表数据: 根据表中信息,判断小明研究的问题是 ( ) A.液体压强与液体深度的关系 B.液体压强与液体密度的关系 C.液体压强与液体温度的关系 D.液体压强与气压的关系 6.(09南昌)用螺丝固定工件时,要在螺帽下垫一个面积较大的垫圈,使用垫圈是为了 ( ) A.增大螺帽对工件的压强 B.减小螺帽对工件的压力 C.增大接触面的粗糙程度,防滑 D.增大工件受力面积,减小压强 7.(09福州市)一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图A),然后反过来倒立在桌面上(如图B),两次放置橙汁对杯底的压强分别是pA和pB,则( ) A.pA>pB B.pA<pB C.pA=pB D.无法判断 8.(09义乌)如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋,我们人类就生活在这“大气海洋”的底部,承受着大气对我们的压强──大气压。 下列有关叙述中错误的是( ) A.马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在 B.标准大气压的数值为1.01×106帕(760MM汞柱) C.大气压的大小与大气的密度有关,离地面越高的地方,大气压也越大 D.人的心情通常跟晴天和阴雨天大气压的高低变化有关 9.(09嘉兴)下列哪一事例可以说明大气压的存在 ( ) A.用吸管吸牛奶 B.棒冰融化 C.手握橡皮圈发生形变 D.水往低处流 10.(09兰州)如图所示,利用托里拆利实验装置测量大气压强时,当玻璃管内的水银柱稳定后,在玻璃管的顶部穿一小孔,那么管内的水银液面将 ( ) A.保持不变 B.逐渐下降,最终与管外液面相平 C.逐渐上升,最终从小孔中流出 D.稍微下降一些 11.(09湖南娄底)下列事例中,利用大气压作用的是( ) A.小王将新鲜空气吸入肺里 B.医生用针筒把药水推入病人肌肉中 C.小李用图钉把地图钉在墙上 D.深水潜水员要穿特制的抗压潜水服 12.(09烟台)我国铁路大提速后,站台上的乘客与列车间的空气流速和压强也发生了变化,为了有效地防止安全事故的发生,站台的安全线距离由原来的1m变为2m.关于列车与乘客间空气流速及压强的变化,判断正确的是( ) A.空气流速变大,压强变小 B.空气流速变大,压强变大 C.空气流速变小,压强变大 D.空气流速变小,压强变小。 13.(09泰安)小明同学在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球。 然后从漏斗口向下用力吹气,并将手指移开,如图所示,那么以下分析正确的是( ) A.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大 B.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小 C.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大 D.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小 14.(09台州)你是否有这样的经历: 撑一把雨伞行走在雨中,如图所示,一阵大风吹来,伞面可能被“吸”,严重变形。 下列有关这一现象及其解释,正确的是( ) A.伞面被向下“吸” B.伞上方的空气流速大于下方 C.伞上方的空气流速等于下方 D.伞上方的空气流速小于下方 15.(09济宁)物理小组制作的潜水艇模型如图所示。 通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。 当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从A管吸气,烧瓶将会( ) A.上浮,它受到的浮力增大 B.下沉,它受到的浮力减小 C.下沉,它受到的浮力不变 D.上浮,它受到的浮力不变 16.(09台州)有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神。 “跟屁虫”由一个气囊和腰带组成,两者之间由一根线连接。 正常游泳时,连接线是数量松弛的,气囊漂浮着,跟人如影相随。 在体力不支等情况下,可将气囊压入水中,防止人下沉,在此情况下( ) A.人的重力减小了 B.人所受的重力方向改变了 C.气囊排开水的体积变小了 D.气囊受到的浮力变大了 17.(09南昌)“远征号”潜水艇从长江某基地赴东海执行任务过程中( ) A.潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力 B.潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力 C.潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力 D.潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力 18.(09兰州)将一块实心物体放入盛水的烧杯中,物体静止时如图所示。 若将该物体分成大小不同的两块,仍然放在盛水的烧杯中,则( ) A.大块沉入杯底,小块飘在水面上 B.大块、小块都沉入杯底 C.大块、小块都飘在水面上 D.大块、小块都悬浮在水中 19.(09威海)向一个质量可以忽略不计的塑料瓶中装入密度为ρA的液体后密闭,把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中,所受浮力分别为F甲、F乙,如图所示,下列判断正确的是( ) A.ρ甲大于ρ乙 F甲大于F乙 B.ρ甲小于ρ乙 F甲等于F乙 C.ρ甲大于ρ乙 ρ乙小于ρA D.ρ甲小于ρ乙 ρ甲大于ρA 20.(09宁波)如图所示,一个斜柱状容器内盛有一定量的水,水面浮着一个重为5N的球。 如果把球取出,则水对容器底部压力的减少值( ) A.大于5N B.等于5N C.小于5N C.与球的体积大小有关 21.(09河北)一物体(长方体)漂浮在液面上,如图(甲)所示,对物体施加力的作用,使物体下降至图中的虚线位置。 已知物体的下表面到水面的高度为h,水对物体下表面的压强为p,物体受到的浮力为F浮,p、F浮与h的关系如图(乙)所示。 其中正确的是( ) A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 22.(09山东临沂)下列说法中正确的是( ) A.研究物体的运动情况时,不能选择运动的物体为参照物 B.弹簧测力计只能用来测量物体的重力 C.用同一密度计测量不同液体的密度时,因为密度计在不同液体中所受浮力不同,所以浸入液体的深度不同 D.作用在物体上的一对平衡力,它们的合力一定为零 23.(09贵阳)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.在亚丁湾所受浮力较小 B.在亚丁湾所受浮力较大 C.在两处所受浮力相等 D.在亚丁湾所排开海水的重力较大 24.(09杭州)重100牛的水可以产生的最大浮力为( ) A.一定小于100牛 B.一定大于100牛 C.一定等于100牛 D.可以大于100牛 25.(09杭州)一头质量为6×103kg的大象,每只脚掌的面积为600cm2,它的重力为 N,它四脚着地时对地面的压强为 Pa。 若大象抬起一条腿,如图所示,它对地面的压力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。 (g取10N/kg) 26.(09福州市)为纪念郑和七下西洋将华夏文明传扬于世,闽江口屹立起国内最大最高的一尊石雕像,如图所示。 石雕像和基座的总质量为7×105kg,基座底部呈正方形,面积约为50m2,则石雕像和基座总重力是 N,对水平地面的压强是 Pa。 (g取10N/kg) 27.(09成都)坦克有宽宽的履带,可以减小____ ;磁悬浮列车高速行驶时,车体浮在铁轨上,与铁轨间存在微小的空隙,可以减小甚至消除 。 28.(09湖南娄底)如图所示是人们常用的订书机。 它的结构设计和工作原理运用了许多物理知识。 例如: 在底部垫了两块橡皮,可以增大订书机与桌面间的摩擦。 请你按照样例再写出一个: 。 29.(09成都)在1个标准大气压下,水的沸点是100℃,气压越高,沸点也越高。 小敏在实验室观察水的汽化现象时,发现水沸腾后,温度计内液面稳定在如图所示的位置,该温度计的示数为___ _℃,由此可以知道: 小敏所在区域的大气压强____ (填“高于”、“等于”或“低于”)1个标准大气压。 31.(09江苏)如图所示,在两张纸片中间向下吹气,可观察到两纸片 ,这是因为气体流速越大的地方压强越 。 32.(09南昌)如图所示,是我国海军舰艇赴亚丁湾护航时的情景.护航编队一般采用前后护航形式,而不采用“并排”护航,这是因为流体流速大的地方 小,当两船高速并排行驶时,容易发生 事故。 33.(09山东平原)刘星坐在汽车上,看到路旁的树木向后退去,他是以 为参照物的;汽车行驶过程中,开了车窗,小明看到车内悬挂的窗帘在 飘动(选填“车内”或“车外”);这是由于车外空气的流速大于车内,而使车内的气压________车外的气压而造成的(选填“大于”、“小于”或“等于”) 34.(09江苏)一只苹果的质量为140g、体积为1.8×10-4m3,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为 N(g取10N/kg),松手后苹果将 (选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。 35.(09烟台)潜水艇能够上浮和下沉是通过_________________来实现的。 36.(09嘉兴)如图是中国海军潜艇今年4月参加海上大阅兵的情景。 在“长征6号”潜艇的带领下,“长征3号”等潜艇排成一字形,以相同的速度匀速通过观礼台接受检阅。 若以“长征6号”为参照物,“长征3号”是 (填“运动”或“静止”)的;此时“长征6号”排开水的重力为6×107牛,则它受到的浮力为 牛。 在潜艇下潜过程中,海水对它的压强将如何变化? 37.(09成都)如图所示,金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,气泡受到水的压强将____(填“变大”、“变小”或“不变”);气泡受到水的浮力将___(填“变大”、“变小”或“不变”)。 38.(09山东潍坊)今年4月,为庆祝人民海军建军60周年,我潜艇部队参加了在青岛举行的海军检阅活动。 某潜水艇的总体积为1.5×103m3,最大下潜深度350m,此潜艇位于海面以下100m处时受到的浮力大小是 N,受到海水的压强是 Pa。 (海水的密度为1.03×103kg/m3,取g=10N/g) 39.(09威海)小明同学把一个体积为125cm3苹果放入水中,苹果在水里处于悬浮状态,则苹果所受的浮力为 N,如图所示,小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小块,再将小块放入水中,发现小块沉入水底,据此现象可以推断: 若将大块浸没入水中,松手后大块将会 (g=10N/kg,水的密度为1×103kg/m3) 40.(09山东潍坊)如图所示,新鲜的鸡蛋放在水中会下沉。 如果向水中加盐并轻轻搅拌,鸡蛋会 ,这一现象说明: 。 41.(09湖南娄底)把重10N,体积为1.2×103cm3的物体投入水中,当物体静止时,物体的状态是 。 (填“漂浮”、“悬浮”、“沉到水底”) 42.(09湖南娄底)生活处处有物理,留心观察皆学问。 厨房中也包含着很多物理知识。 如: 抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强 ,从而在周围大气压的作用下将油烟向扇口排出。 43.(09广州)如图甲,一容积为0.5m3,底面积为0.5m2的容器装满水后密封,容器内水的质量是_______kg,水对容器底面的压力为_______N、压强为_______Pa。 如图乙,若在容器侧壁处开一小孔P,发现水不会从小孔
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