理化科学科学八年级上册压强与浮力知识点教研成果分享.docx
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理化科学科学八年级上册压强与浮力知识点教研成果分享
压强与浮力
(一)概念
1.液体压强
(1)底部和侧壁:
液体对容器底部和侧壁都有压强。
由于液体受到重力,对容器底有压强;又由于液体具有流动性,对容器侧壁有压强。
(2)内部:
液体内部向各个方向都有压强。
(3)计算公式:
p=ρgh
影响因素:
液体内部压强跟液体的密度和深度有关。
在同种液体内部,同一深度向各个方向压强相等,随着深度的增加而增大;在同一深度处,液体的密度越大,压强越大。
[提醒要点]液体内部的压强是由于液体本身的重力而引起的,但液体对容器底部的压力并不一定等于容器内液体的重力。
2.大气压强
(1)大气压强产生的原因:
空气受重力作用。
证明大气压存在的事实:
马德堡半球实验。
(2)1个标准大气压支持760mm高的水银柱,1个标准大气压=1.013×105Pa。
(3)大气压随高度的增加而减小,还与季节和天气有关。
气压减小,水的沸点降低;气压增大,水的沸点升高。
3.流体压强
(1)在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
(2)飞机的升力:
飞机机翼的形状像鸟的翅膀,下方平上方凸,当气流迎面吹来时,在相同时间内上方气流经过的路程比下方气流经过的路程长,因此上方气流速度大,压强小,下方气流速度小,压强大;机翼的上下表面产生了压强差,这就是向上的升力。
4 阿基米德原理
(1)定义:
浮力是浸在液体中的物体受到液体对它向上托的力。
(2)产生的原因:
物体受到液体对它向上的压力大于向下的压力。
其压力差就是浮力。
(3)方向:
浮力的方向是竖直向上的。
物体在气体中也会受到浮力的作用。
(4)测量:
用弹簧测力计测出物体在空气中的重力为G,测出物体浸在液体中的示重为G′。
则F浮=G-G′。
(5)阿基米德原理内容:
浸在液体中的物体受到的浮力的大小等于物体排开液体的重力。
(6)公式:
F浮=G排液=ρ液gV排
由公式可知浮力的大小决定于液体的密度和排开液体的体积。
与物体的重力、密度、体积、形状、所处位置和全部浸没时的深度无关。
(7)实验探究
1.实验注意点:
测量同一个物体在不同液体中受到的浮力;物体缓慢浸入液体中;物体静止时读取弹簧秤示数;溢水杯中不再有水溢出时,方可取出物体。
2.实验结论:
物体所受的浮力与排开液体的体积有关,与浸入的液体密度有关,与物体浸入的深度无关。
3.实验用到的物理方法:
控制变量法。
5 物体的浮沉条件
(1)浮沉条件:
浸没在液体里的物体浮沉取决于重力和浮力的大小关系。
①当F浮>G物时,物体上浮。
(ρ物<ρ液),;
②当F浮=G物时,物体悬浮。
(ρ物=ρ液);
③当F浮<G物时,物体下沉。
(ρ物>ρ液)。
(2)物体漂浮在液面上的条件:
F浮=G物,V排 (3)浮沉条件的应用 ①密度计: 根据漂浮时F浮=G物的原理制成的。 密度计在各种液体中受到的浮力相等。 ②轮船: 轮船在不同的水中都处于漂浮状态,但排开液体的体积不同。 载重量即为排水量,它表示轮船满载时排开水的质量。 ③潜水艇: 靠改变自身重力达到上浮和下沉的目的。 需下沉时,水舱内充水,到G>F浮;当G=F浮时,能停在任何位置(悬浮);需上浮时,用压缩空气将水排出,到G ④热气球、飞艇: 使气球内的气体体积变化(即排开空气的体积)而改变浮力大小达到上浮和下降的目的。 (4)计算浮力的方法: ①称重法: F浮=G-F示 ②产生原因: F浮=F向上-F向下 ③阿基米德原理: F浮=G排=ρ液gV排 ④利用浮沉条件: 漂浮或悬浮时F浮=G物 [提醒要点]在比较F浮和G物关系判断物体浮沉时,F浮指的是该物体浸没在液体中的浮力。 “漂浮”和“悬浮”是两种不同状态。 “浸在”和“浸没”,前者包含后者。 例1: 如图是探究液体内部压强规律的实验装置。 容器中装有水,P是装有橡皮膜的探头,图中探头上的橡皮膜向上.若保持探头深度不变,则( ) A.探头橡皮膜向下,h增大B.探头像皮膜向下,h减小 C.将U形管中的水换成酒精,h增大D.将U形管中的水换成酒精,h减小 例2: 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,为了有效地防止不安全事故的发生,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 例3: 将同一正方体物体先后放入a、b、c三种液体中,物体静止时如图所示,则下列判断正确的是( ) A.在三种液体中,物体受到的浮力相等B.在三种液体中,物体受到的浮力不相等 C.液体的密度ρa>ρb>ρcD.在三种液体中,物体下表面受到的液体压强相等 例4: 把一个质量为30g,体积为50cm3的物块轻放入盛满水的烧杯中,当物块静止时,下列说法中正确的是( ) A.溢出水的质量为30g,水对杯底的压强变大B.溢出水的质量为30g,水对杯底的压强不变 C.溢出水的质量为50g,水对杯底的压强变大D.溢出水的质量为50g,水对杯底的压强不变 例5: 边长为4cm、密度为2×103kg/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(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)( ) A.橡皮泥块的质量是12.8gB.橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是1.28N C.橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是0.64ND.橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是1.28×10-4m3 例6: 如图所示是探究阿基米德原理的实验装置图,请对实际步骤作出补充说明: (1)甲步骤: 向溢杯中。 (2)乙步骤: 在空气中先称出物体重力G,然后将物体浸没在水中,读出弹簧秤的示数G',两次示数之差(G-G')是。 (3)丙步骤: 两次弹簧秤示数之差(F1-F2)测出的是。 比较 (2)(3)两次实验的结果,得出结论: 浸在液体中的物体受到的浮力,浮力的大小物体排出的液体的重力。 【中考练习】 1.物块在空气中和浸没在水中时,弹簧测力计示数如图。 下列判断正确的是() 第14题图 A.物块受到的浮力是1牛B.物块的体积是2×10-4米3 C.物块的密度是3×103千克∕米3D.物块浸没在水中时,所受浮力随深度增加而增大 2.根据图中测量一块矿石密度的信息,下列结果正确的是() (第10题图) 第10题图 A.矿石的质量是27.4gB.矿石的体积是40cm3 C.矿石的密度是2.5g/cm3D.矿石浸没水中后所受的浮力是0.1N 3.把一个物体挂在弹簧秤下,弹簧秤示数为3N,把它浸没在水(密度为1.0g/cm3)中时,弹簧秤示数变为2N。 假设物体的质量为m,物体的密度为ρ,浸没在水中时物体的上下表面所受的压力差和压强差分别为△F和△P,则无法求得的是() A.mB.ρC.△FD.△P 4.(2014温州-22)如图是我市温瑞塘河河面上的“生态浮床”上面种植着各种各样的水生植物,具有净化水质和美华景观等功能。 (1)漂浮在平静河面上的“生态浮床”受到的重力和浮力的大小关系是F浮G。 5.按照“五水共治、治污先行”的原则,我市许多河道内放置了水生植物生长的平台——绿色生态浮岛(如图所示)。 绿色生态浮岛具有净化水体、改善河道生态的作用。 请回答下列有关问题: ①适合水中生长,具有发达的根系②具有较强的抗污、抗病能力③容易培植,生长较快 (3)浮床是浮岛植物生长的固定器,由耐用的漂浮材料组成。 若某组浮床种植植物后,浮床露出水面部分的体积减少了0.2m3,则至少种植了重为多少牛的植物? (g取10N/kg) 6.小胡同学在水槽中洗碗,一个大的瓷碗正漂浮在水槽中。 小胡用水槽中的水把碗装满,碗就会沉入水槽底部,此时碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力(选填“大”、“小”、“不变”),水槽中的水面将会(选填“上升”、“下降”、“不变”)。 7.如图是一盏漂浮在水面的太阳能荷花灯,白天太阳能发电板给电池充满电,晚上电池给LED灯照明供电。 该灯的铭牌上标有“6V0.3W”字样,阅读说明书后可知,该灯的电池最大输出电能为8640焦耳。 (4)若每盏灯的质量为0.2千克,漂浮时浸在水中的体积是多少米3? 8、如图所示“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、研制的作业型深海载人潜水器,设计最大下潜深度为7000米级,是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器。 “蛟龙号”载人深潜器在海水中匀速竖直下潜过程中,下列说法正确() A.所受海水的压强增大B.重力小于浮力C.动能增大D.重力是维持匀速下潜的原因 9、端午节那天,小明发现煮熟的咸鸭蛋有的沉在水底,有的浮在水面(如图所示)。 若甲的体积比乙小,则下列分析合理的是() A.甲的质量比乙大B.甲受到的浮力等于重力C.甲的密度比乙大D.乙受到的浮力大于重力 10、同一物块分别静止在甲、乙两种不同的液体中,如图所示。 则物块在甲、乙液体中受到的浮力和液体密度大小关系是 () A.F甲<F乙,ρ甲=ρ乙B.F甲>F乙,ρ甲>ρ乙C.F甲>F乙,ρ甲>ρ乙D.F甲=F乙,ρ甲<ρ乙 11、在“浮力的研究”实验中。 (1)取一铁块,把它挂在弹簧测力计的挂钩上,如图甲所示。 当铁块浸入水中的体积缓慢增大时,铁块受到浮力大小的变化是。 (2)探究“浮力大小与排开水的重力关系”的实验过程: ①如图乙,用弹簧测力计测出石块的重力为F1; ②如图丙,用弹簧测力计测出空烧杯的重力为F2; ③如图丁,把石块浸入盛满水的溢杯中,用该空烧杯承接从溢杯里被排出的水,当石块全部浸入水中时,读出弹簧测力计的示数为F3; ④如图戊,用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为F4。 用F1、F2、F3、F4表示,实验中测得石块所受的浮力为,排出水的重力为。 根据该实验的测量数据,可得出物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是。 12、小常同学从课外资料中了解到,庄子曾提出: 如果水积得不够多,那么承载船就没有力量。 也就是说浮力的大小与液体的多少有关。 庄子的说法有道理吗? (1)小常从实验室找来了烧杯、木块(不吸水)、弹簧测力计等器材,研究浮力大小是否和水的多少有关。 21* 他先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。 再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图乙)。 然后他 (填操作),发现木块仍然漂浮。 经分析可知,木块两次受到的浮力都为 牛。 从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。 21* (2)小常进一步开展了如图丙实验。 往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10牛的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。 这时B盆所受浮力: F浮=GB盆+10N>10N。 继续往B盆内加30牛水,B盆仍漂浮。 小常此实验的目的是 。 (3)结合小常的探究活动,你认为面对前人的观点,应采取的做法是 。 A.普通人的观点可以质疑,科学家的观点也可以质疑 B.只要多数人认同的观点我们就要全盘接受 C.可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确21*c D.到目前为止没有人反对的观点我们就可以放心接受 13、资料显示: 牛奶中掺水量越多,牛奶密度越小。 小丽想通过测定密度来比较二种牛奶品质的优劣,她自制了一个可测液体密度的“浮标”――在竹筷子下面缠绕一些铁丝,如图甲所示。 (1)纯牛奶是 (选填“纯净物”或“混合物”) (2)分别将“浮标”浸入A和B两牛奶中,待静止后,筷子与液面相平的位置分别标记为A和B,如图所示。 比较标线A和B的上下位置,可知A、B牛奶的密度为ρA ρB,由此可知A、B牛奶品质的优劣。 21*m (3)在实际测量过程中,发现“浮标”杆上的二条标记线靠得很近,为了更易区分,请你提出一条改进“浮标”的建议 。 21* 14.一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与桌边相 齐(如下图所示 )。 在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边L/3,在板A移动过程中,下列说法正确的是() A.A对桌面的压强不变B.A对桌面的压力不变 C.A对桌面的压力不断变小D.A对桌面的压强不断变小 15、小吴同学为探究力之间的关系做了如右图所示的实验。 将弹簧测 力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出)。 在该过程中,下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是() A.弹簧测力计的示数减小,台秤示数不变B.弹簧测力计的示数不变,台秤示数也不变 C.弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大D.弹簧测力计的示数不变,台秤示数增大 16.如图所示能够说明流体压强与流速关系的是() 17.在帮妈妈做家务的时候,小明发现两根相同体积的筷子,甲浮在水面上,乙沉在水底,如图。 由此可知甲比乙() A.所受浮力小B.质量大C.所受压强大D.密度大 18.随着全球平均气温的升高,北极地区冰层融化速度加快,北极熊的栖息地不断缩小。 北极熊遭遇的生存危机是全球变暖的又一证据。 (3)由于全球变暖,冰层变薄而经常开裂,北极熊为了获取食物,常要从一块浮冰跳到另一块浮冰。 当一只780千克的北极熊跳到一块露出海面部分体积为100米3的浮冰上时,请计算说明这块浮冰能否继续保持漂浮状态? (ρ海水=1.04×103千克/米3,g=10牛/千克) 19.如右图所示,一船在某水域作业时,将装满金属工具的大铁箱用绳子悬放入水。 第一次放,因水太深,铁箱没触碰到水底,此时船的吃水线在A处。 换个地方第二次再放,铁箱才接触到水底。 下列说法正确的是() A.铁箱在船上时,船的吃水线在A处下方B.铁箱接触到水底时,船的吃水线仍在A处 C.铁箱接触到水底时,船的吃水线在A处之下D.铁箱接触到水底时,船的吃水线在A处之上 20.如图甲所示,实心物体A所受的重力为牛,方向是。 把物体A浸没在水中时弹簧秤的示数如图乙所示,则物体A的体积是米3。 (g取10牛/千克) 21.将空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没。 下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是() A.矿泉水瓶受到水对它的浮力B.浮力的方向竖直向上 C.排开水的体积越大,受到的浮力越大D.浸没后,压入越深,受到的浮力越大 22.小敏在实验室进行了如图实验(所用弹簧秤的单位是牛),先后用弹簧秤测物块在空气中和在盛满水的溢水杯中的重。 (1)物块受到水的浮力是__________牛; (2)物块浸入溢水杯前后,杯底受到水的压强_______(选填“变小”、“不变”或“变大”)。 23.长方体物块A、B的高和底面积如图甲所示。 把它们放在水中时,物块A处于漂浮,物块B处于悬浮,如图乙所示。 则在乙图中,A、B两物块下表面受到水的压强较大的是。 按图甲把A、B两物块放在水平地面上时,对地面的压强较大的是。 24.在两个相同的薄壁塑料瓶(质量忽略不计)内分别装入体积相等、密度为 甲和 乙的两种液体后密封,再把它们放入两个装有水的容器中,处于如图所示状态。 下列判断正确的是() A. 甲> 乙B. 甲= 乙C. 甲< 乙D.无法判断 25.某科考小组在专业潜水员的指导下,到新安江水库调查水下沉水植物的种类、数量及分布情况。 他们携带的潜水气瓶的体积为7.2×10-3m3,空瓶的质量为6kg,内充有3kg供潜水员呼吸用的液化空气,如图所示。 (3)在潜水过程中,开始阶段潜水气瓶是有助于潜水员下沉的。 请你计算,至少用去多少千克液化空气后,潜水气瓶才有助于潜水员上浮? 【g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3】 26.如图,两个相同容器都盛满水,甲中有一个体积为50厘米。 ,密度为0.5×103千克/米3的木块漂浮在水面。 下列有关说法正确的是() A.木块漂浮时浮力等于自身重力并有1/3体积露出水面 B.木块缓慢下压至浸没的过程中受到的浮力不变 C.木块全部压入水中两容器底部受水的压力和压强都相等 D.取出木块后两容器对水平桌面的压力和压强都相等
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