第十章压强和浮力学案.docx
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第十章压强和浮力学案
第十章压强和浮力
第一节 压强
(一)
【典型例题】
〖例1〗在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,某同学做了如图所示的实验.比较实验的甲、乙两图可得压力的作用效果与有关:
比较乙、丙两图可得压力的作用效果与有关
〖例2〗小明学过了压强后,决定测算自己双脚站立时对地面的压强。
他首先测出自己的质量为56kg,然后站在方格纸上并描出自己站立时一只脚的鞋印,如上图所示。
已知方格纸每小格的面积是5cm2,据此可算出这只鞋印的面积约为cm2(计数时凡大于半格、不满一格的都算一格,小于半格的都不算),最后算出双脚站立时对地面的压强为Pa。
(g取10N/kg)
〖例3〗一个密度为2.5×103kg/m3、边长为0.2m的实心正方体放置在水平地面上,它对地面的压力大小是 _N,对地面的压强是 Pa。
(取g=10N/kg)
〖例4〗下列现象中,属于增大压强的是()
①载重量大的汽车装有许多车轮②压路机上碾子的质量很大
③短道速滑运动员的冰鞋上装有冰刀④房屋建在承受面积更大的地基上
A.①②B.②③C.③④D.①④
〖巩固训练〗
1、在图中分别作出物体A对支持面的压力示意图。
2、如图所示,物体A重30N,B重15N,物体A的底面积为10cm2,物体B的底面积为5cm2。
则A对B的压强是Pa,B对桌面的压强是Pa。
3、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
C.重力越大,压力越大D.压力越小,压强越小
4、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9×104Pa,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_____________________________.
(2)成年普氏野马对水平地面的压力约为_________N,它的一个蹄印的面积大约为______cm2.(g取10N/kg)
第一节 压强
(二)
【典型例题】
〖例1〗估算一本初二物理课本平放在桌面上时桌面受到的压强是多大?
〖例2〗估算一个成年人站立时对地面的压强?
〖例3〗一只均匀的木块放在水平桌面上,若沿竖直方向切去一半,则剩下的一半对桌面的压强;如果现沿水平方向切去一半,剩下的一半对桌面的压强;
〖例4〗图钉帽的面积是1.5cm2,图钉尖的面积是0.06mm2,当用60N的力按图钉时,图钉尖对墙的压强是多少?
手对图钉帽的压强是多少?
〖巩固训练〗
1、少林功夫名扬天下,“二指禅”绝活令人称奇。
表演时,人体倒立,只用中指和食指支撑全身的重量,这时两手指对地面的压强最接近于()
A.3×102PaB.3×104PaC.3×106PaD.3×108Pa
2、在结冰的河面上玩耍时,若发现脚下的冰面即将破裂,应立即采取措施是()
A.迅速跑开B.单脚站立C.双脚站立 D.趴在冰面上挪开
3、甲、乙两个实心均匀正方体物块放在水平地面上,它们的质量相等,密度关系是
甲>
乙,则它们对地面的压强大小关系是()
A.P1>P2B.P1 4、铜、铁两个实心圆柱体的高度相等,铜的底面积大于铁的底面积,将它们放在水平地面上,比较它们对地面的压强则() A.铜圆柱体对地面的压强大B.铁圆柱体对地面的压强大 C.两圆柱体对地面的压强一样大D.无法判定 5、下图是某同学在探究甲、乙两种物质质量和体积关系时得到的图像。 若用这两种物质分别做成A、B两个质量相等的实心正方体。 把它们平放在水平地面上,则两物体对水平地面的压强之比PA: PB为() A.1: 1B.2: 1C.4: 1D.8: 1 7、封冻的江河冰面能承受的最大压强是4×104Pa,在冰面上行驶的雪橇质量是200kg,它与冰面的接触面积是0.4m2.在保证安全的情况下,雪橇上最多能装多少千克的货物? (g=10N/kg) 8、在海滩上的案发现场留下了罪犯清晰的行走脚印,公安人员立即用蜡浇注了一只鞋模,测出鞋模的平均厚度为5cm,质量为1125g,又经测试知道同样深度的压强为3×104Pa,罪犯的体重为多少? (ρ蜡=0.9×103kg/m3,g=10N/kg) 第一节 压强(三) 【典型例题】 〖例1〗估算一本初二物理课本平放在桌面上时桌面受到的压强是多大? 〖例2〗估算一个成年人站立时对地面的压强? 〖例3〗一只均匀的木块放在水平桌面上,若沿竖直方向切去一半,则剩下的一半对桌面的压强;如果现沿水平方向切去一半,剩下的一半对桌面的压强; 〖例4〗图钉帽的面积是1.5cm2,图钉尖的面积是0.06mm2,当用60N的力按图钉时,图钉尖对墙的压强是多少? 手对图钉帽的压强是多少? 〖例5〗甲乙两个由同种材料制成的实心圆柱体,它们的高度相同,M甲=5kg,M乙=2kg,把它们放置在水平桌面上,则水平桌面受到到甲乙俩圆柱体压强之比为多少? 〖巩固训练〗 1、正方体铜块质量为8.9kg,求下列情况铜块对水平支持面的压强: (1)把它放在面积为200cm2的台面中心上; (2)把它放在面积为40cm2的台面中心上;(ρ铜=8.9×103kg/m3,g=10N/kg) 2、如图所示,A、B两密度均匀的正方体,边长之比为1∶2,密度之比为1∶3,则A对B的压强与B对水平桌面的压强之比为__________。 3、某沼泽地能承受的压强为2×103pa,一位同学的体重为600N,他与沼泽地的接触面积为多大时,才不会陷入沼泽地? 4、某同学的质量为45kg,她每只鞋接触地面的面积为1.5×10-2m2,她站在了一块泥地上.为了不让脚陷进泥地,她在水平泥地上放一块重力为200N的木板,当她站在木板中央时,地面受到压强为325Pa.(g=10N/kg) 求: (1)她对木板的压强; (2)木板与地面的接触面积. 5、矗立在天安门广场的人民英雄纪念碑,碑心石是花岗石,体积约为40m3,底面积为3m2,花岗石的密度为3×103kg/m3,试求: (1)碑心石的质量; (2)碑心石对基座的压力;(3)碑心石对基座的压强。 第二节 液体压强 (一) 【典型例题】 〖例1〗如图所示.将蒙有橡皮膜的容器投入水中根据观察到的现象,关于液体内部的压强.可以得出的结论是: (写出两条) (1) (2) 〖例2〗堰塞湖是由于地震造成山体滑坡阻断已有河流而形成的湖泊,当堰塞湖水位升高时,堰塞堤坝容易倒塌,为什么? 〖例3〗如图所示,关于液体中a、b、c三点压强的说法正确的是: ( ) A、a点向下压强比向上压强大 B、b点压强比c点压强小 C、a、b两点的压强相等 D、b、c两点压强相等 〖例4〗"大洋一号"是我国一艘现代化综合性海洋考察船,船上配备的机器人系统在6000m深的海底进行探测时,机器人受到海水的压强是Pa? (ρ海水=1.03×103Kg/m3,g取10N/Kg). 〖巩固训练〗 1.下列图像中,能正确描述液体压强与深度关系的是() 2.如图所示,是某同学研究液体压强时,绘制的甲乙两种液体的压强与深度的关系图像.由图可知,甲乙两种液体密度的大小关系为___________,其中_______液体是水。 3.船底离水面0.5m,水对船底的压强为Pa;若船底有一面积为2cm2的小洞被一木塞堵住,水对该木塞的压力为N。 (g=1ON/kg) 4、甲、乙两个圆柱形容器,都装满质量相等的水,如图所示放置,则甲、乙两容器底部受到水的压力F甲和F乙,压强P甲和P乙的关系是() A.F甲=F乙,P甲=P乙;B.F甲>F乙,P甲>P乙 C.F甲=F乙,P甲<P乙;D.F甲<F乙,P甲<P乙 5、在容器中装有水,如图所示水位,求A、B、C三点压强分别为多少? 6、船舱舱底距水面2.5米,在距舱底50cm处有一个破损的洞,洞口的面积为10cm2,要堵住洞口,填充物至少要承受多大的压力? 7、在一个重2N,底面积为0.01m²的容器里装8N的水,容器中水的深度为0.05m。 ,把它放在水平桌面上,如图所示(g=1ON/kg)。 求: (1)水对容器底部的压强和压力; (2)容器对桌面的压力和压强。 第二节 液体压强 (二) 【典型例题】 〖例1〗在空纸盒的侧面扎三个大小一样的孔。 纸盘装满水后,水从小孔喷出,下图中最接近实际情况的是( ) 〖例2〗如图两只相同烧杯分别装有质量相等的煤油和水,则两只杯子底部受到液体压强应该是( )A.P甲>P乙B.P乙>P甲C.P甲=P乙D.无法判断 〖例3〗如图一个装有水的容器放置在水平桌面上,下列说法正确是: ( ) A.a点所受的压强是800Pa。 B.b所受的压强是200Pa。 C.a点所受的压强与容器底部所受的压强之比是1: 4。 D.b点所受的压强与容器底部所受的压强之比是4: 5。 (g=1ON/kg) 〖例4〗如图所示,装满水的密闭容器置于水平桌面上,其上下底面积之比为4: 1,此时水对容器底部的压力为F,压强为p.当把容器倒置后放到水平桌面上,水对容器底部的压力和压强分别为() A.F,PB.4F,PC.1/4F,PD.F,4p 〖巩固训练〗 1、如图所示的四种河堤的设计中,最不合理的是() 2、如图容器的底面积为25cm2,容器中盛有一定量的水,将一重0.2N的木块放入水里,木块静止时使水面升高了1cm.则在放入木块后容器底受到水的压强增加了___________Pa,受到水的压力增加__________N. 3、某小组同学用水、盐水、两种不同形状的容器和指针式压强计验证液体内部压强的规律。 压强计指针顺时针偏转的角度越大,表示压强越大。 他们的研究情况如图(a)、(b)、(c)、(d)所示。 图中(a)、(b)、(d)中的容器内均装满液体 (1)根据图_________可验证: 当深度相同时,同种液体内部压强与容器形状无关。 (2)根据图(b)、(c)可验证: _____________,液体内部压强随深度的增大而增大。 (3)根据图(b)、(d)可验证: 当深度相同时,____________________________________________ (4)若在图______中的容器内轻轻放人-木块,压强计指针偏转的角度会增大。 4、如图所示的容器内装有水,试比较A、B、C各点由液体产生的压强pA、pB、pC的大小 第二节 液体压强(三) 【典型例题】 〖例1〗如图所示,将竖直放置的试管倾斜,那么随着试管的倾斜,试管中的液体对底面的压强将变。 为什么? 〖例2〗如图所示,在两支相同的试管内,装有质量相等的不同液体,a管竖直放置,b管倾斜放置,此时两管内液面处于同一水平位置,则管底受到液体的压强关系是() A.压强一样大B.a管底压强大 C.b管底压强大D.无法判断 〖巩固训练〗 1、水池里水深2m,离池底0.5m处水的压强为____Pa(g取10N/kg) 2、底面积为40cm2的圆柱形容器,内装某种液体,测得距液面30cm处的容器壁上A点所受到的液体压强为2400Pa,如图所示,求: 该液体的密度(g取10N/kg) 3、在水中某点受到的压强为1.96×105Pa,则此点所处的深度。 4、在图所示中盛满水,那么容器壁AB所受水的压强是() A.0B.ρ水gh1C.ρ水gh2D.ρ水g(h1+h2) 5、小亮同学在研究液体内部压强的规律时,大胆探索,用甲、乙两种液体多次实验,根据实验数据画出了液体压强随深度变化的图像如右图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是() A、 B、 C、 D、条件不足,无法判定 6、某同学将一两端开口的均匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力F将玻璃管竖直插在水下25cm处,保持平衡,如图所示.已知塑料片横截面积和玻璃管的横截面积均为10cm2,且塑料片和玻璃管的厚度不计,玻璃管所受的重力为0.5N.(g=10N/kg)求: (1)水对塑料片产生的压强和压力; (2)外力F的大小; (3)该同学为测量某种液体的密度,先保持玻璃管在水中的位置不变,然后向玻璃管内缓慢地倒入该液体,当倒入深度达到20cm时,发现塑料片刚好下落,那么该液体的密度为多少? 第二节 液体压强(四) 【典型例题】 〖例1〗为了探究“液体内部压强与哪些因此有关”,部分同学提出如下猜想: 猜想1: 流体内部的压强,可能与液体的深度有关; 猜想2: 同一深度,方向不同,液体的压强可能不同; 猜想3: 液体内部的压强,可能与液体的密度有关。 为了验证上述猜想1和猜想2,他们用压强计研究水内部的压强,得到数据如下表: 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 深度(cm) 5 5 5 10 10 10 15 15 15 橡皮膜方向 上 下 侧 上 下 侧 上 下 侧 压强计液面高度差(cm) 4.3 4.3 4.3 9.2 9.2 9.2 13.8 13.8 13.8 ①请你分析实验数据并回答: 为了验证猜想1,应选序号为________的实验数据;猜想2的结论是_______。 ②为了验证猜想3是否正确,在上述实验的基础上,请你设计实验探究方案,写出实验步骤。 〖例2〗同一压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中,现象如图所示。 这两种液体的密度大小关系是() A.甲液体的密度一定小于乙液体的密度 B.甲液体的密度一定等于乙液体的密度 C.甲液体的密度一定大于乙液体的密度 D.无法判断 〖巩固训练〗 1、有两只大烧杯,其中一杯盛有纯净水,另一杯盛有盐水。 老师告诉小敏盐水的密度大于纯净水的密度,希望她用压强计将它们区别开。 如图所示,小敏将压强计的金属盒(探头)先后浸没到甲、乙两杯液体中,分别记下压强计U形管两侧的液柱高度差h甲和h乙。 她发现h甲小于h乙,于是认为乙杯子中盛的是盐水。 老师指出小敏的实验过程是不正确的。 小敏认真思考后发现自己在实验过程中没有控制变量,并提出了新的实验思路如下: 将压强计的金属盒(探头)先后浸没到甲、乙两杯液体中,压强计U形管两侧的液柱高度差分别用hˊ甲和hˊ乙表示,使hˊ甲与hˊ乙,比较,则 的一定是盐水。 请你将小敏的实验思路补充完整。 2、图中平底茶壶的质量是0.4kg,底面积是4×10-3m2.内盛0.6kg的开水,水面高度在图中已标出,放置在面积为lm2的水平桌面中央。 试求: (1)水对茶壶底部产生的压强、压力 (2)茶壶对桌面的压强。 (g=10N/kg) 第三节气体的压强 (一) 【典型例题】 〖例1〗用塑料管可以把瓶子中的水吸到嘴里,这是由于( ) A.人对水产生吸引力的作用 B.吸管本身有吸水的作用 C.大气压作用在水面上的结果 D.水压的作用 〖例2〗人的血压分收缩压和舒张压(俗称“高压”和“低压”),某人在某一时刻的舒张压为80mmHg,合Pa,一个标准大气压的值约为此人舒张压的倍。 〖例3〗“奥运火炬登珠峰”开创了奥运火炬传递的历史先河。 火炬进发珠峰,“高原反应”是队员们必须面对的诸多困难之一,“高原反应”与气压有关,高度越高,气压____(选填“越大”或“越小”);高原上用普通锅煮不熟饭,是因为用普通锅烧煮时,水的沸点____100℃。 〖巩固训练〗 1、著名的_________实验向人们显示大气压强是很大的,__________实验测定了大气压强的数值;大气压的值相当于高的水银柱产生的压强,约______帕;测量气体压强的仪器叫。 2、估算大气压对你的一只大拇指指甲表面的压力大约是() A.1N B.10N C.100N D.1000N 3、煮牛奶时,为了保持牛奶的营养成分,不能用高温煮沸。 为此,人们制造了一种"低压锅"。 用这种锅煮牛奶,可以使牛奶里的水不到100℃就沸腾。 这种"低压锅"的物理原理是______________________________________________________________________________. 4、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______________. 5、下列现象不是利用大气压的是( ) A.用吸管吸饮料 B.医生用注射器给病人注射药液 C.吸盘贴在光滑的墙面上 D.墨水被吸进钢笔 6、2007年夏季,高邮湖面上发生龙卷风,把大量的湖水“吸”人空中.龙卷风实质上是高速旋转的气流,它能“吸”起物体的原因是( ) A.龙卷风使物体受到的重力增大 B.龙卷风使物体受到的重力减小 C.龙卷风内部的压强远小于外部的压强 D.龙卷风内部的压强远大于外部的压强 7、沙漠中有一个沙丘(如图),当水平方向的风不断吹过沙丘时, 沙丘会慢慢() A.向左移动B.向右移动 C.仍停原处D.无法确定 8、在汶川大地震的救灾工作中,搜救人员使用了一种被称为“气垫”的工具,这种气垫比枕头大不了多少,表面还有防滑网纹,没充气时瘪瘪的,只要有5cm的缝隙就能把它塞进去. (1)气垫的表面有防滑网纹,这是为了增大摩擦还是减小摩擦? (2)某次搜救过程中,用气瓶把气垫里面的气压加到8个大气压时,“气鼓鼓”的垫子顶起了楼板,此时气垫和楼板的接触面积为1250cm2,则气垫对楼板的作用力是多大? (P大气压=l×l05Pa) 9、如图所示,将两个一次性纸杯杯口向上叠套起来,用手握住外面的纸杯,在靠近杯口的上方平行于杯口方向用力吹气. (1)请你猜测里面的纸杯将() A.保持静止B.发生旋转C.压得更紧D.向上跳起 (2)你的猜测依据是: . 第三节气体的压强 (二) 【典型例题】 〖例1〗如图所示,两只纸船浮在水面上静止不动,用大注射器向两船之间的水面快速注水。 两船将( ) A.静止不动 B.向中间靠拢 C.向两侧分开 D.向同侧偏移 〖例2〗2007年4月18日零时起.我国铁路开始了第六次大提速.“和谐号”动车组高速列车经过时,若人离铁轨太近容易被吸进铁轨,应特别注意安全.从物理学的角度看,这是因为高速行驶的列车与人之间的() A.空气流速减小,压强增大B.空气流速减小,压强减小 C.空气流速增大,压强增大D.空气流速增大,压强减小 〖巩固训练〗 1、如图,打开水龙头,使自来水流过如图所示的玻璃管,在A、B、C三处,水的流速较大的是________处,压强较小的是________处. 2、已知实验室所在地大气压为1标准大气压,在如图所示的托里拆利实验中,管内水银上方为真空,则管内A点的压强为_______毫米汞柱,槽内B点的压强为_______毫米汞柱. 3、如图所示,是喷雾器的原理示意图,当空气从小孔迅速流出时,小孔附近空气的流速较大,压强_______,容器里液面上方的空气压强_____,液体就沿着细管上升,从管口流出后,受气流的冲击,被喷成雾状. 4、如图是一个自制的水气压计,把它由山脚移至山顶,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 5、在靠近塑料瓶底部的侧壁上开一个小圆孔,用胶带封住小孔,接着拧开瓶盖,往瓶中加入水,然后撕去胶带,水便从小孔射出,如图7所示。 接着盖上瓶盖并拧紧,不久水便停止从小孔中射出,此时瓶内水面上方气压______外界大气压。 这个实验表明气体的压强随体积的增大 而。 (图7)(图8)(图9)(图10) 6、如图8,试管中有一段被水银柱密封的空气柱,若空气柱的压强为P,大气压为P0,则满足P<P0的是( ) A.甲 B.乙 C.丙 D.乙和丙 7、有些轿车的尾部安装了导流板,它的作用主要是在轿车高速行驶时,增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能。 则导流板横截面的形状是图9中的() 8、如图10所示,小纸条靠近水龙头流下的稳定的水流,你预测小纸条的运动情况是怎样的,物理依据是什么? 第四节浮力 (一) 【典型例题】 〖例1〗在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想: ①可能跟物体浸入液体的深度有关;②可能跟物体的重力有关;③可能跟物体的体积有关;④可能跟物体浸入液体的体积有关;⑤可能跟液体的密度有关。 为了验证上述猜想,李明做了如图所示的实验: 他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中: (1)铁块从位置1-2-3的过程中,弹簧测力计的示数,说明铁块受到的浮力;从位置3-4的过程中,弹簧测力计的示数,说明铁块受到的浮力。 (填“变大”、“变小”或“不变”) (2)通过这一实验可以验证上述猜想是正确的,猜想是不正确的(填上面猜想的序号)。 〖例2〗如图,对于水中正在上升的气泡,下列说法正确的是() (A)气泡受到水的压强变小、浮力变小(B)气泡受到水的压强变小、浮力变大 (C)气泡受到水的压强变大、浮力变小(D)气泡受到水的压强变大、浮力变大 〖例3〗.质量相同的实心铜球、铁球和铝球,分别用细线拴好后浸没在水中,则哪个所受的浮力大? 哪个拉力大? () A.拴铁球的线所受的拉力最大B.拴铝球的线所受的拉力最大 C.拴铜球的线所受的拉力最大D.三根细线所受拉力一样大 〖例4〗弹簧测力计下悬挂一物体,在空气中称时弹簧测力计的示数为5N,浸在水中时,弹簧测力计的示数为3N,则物体受到的浮力为___. 〖巩固训练〗 1、有一只金属块浸没在水中时,受到的浮力为5.88N,求金属块的体积? 2、有一铝块,质量为0.81kg,把它浸没在酒精中时,受到的浮力有多大? (ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3) 3、用弹簧测力计测得一石块的重力为49N,把它浸没在水中时弹簧测力计对石块的拉力为29.4N,求石块的密度。 4、用弹簧测力计、水、细线、和烧杯测小石块的密度,请你写出实验步骤,并用所测的量来表示. 第四节浮力 (二) 【典型例题】 〖例1〗用细线将一个铁块拴在弹簧测力计的下端,然后把石块慢慢的浸入水中,直到全部浸没,你看到弹簧测力计的示数变化情况是,这说明 (1); (2);铁块浸没后,再将它慢慢下沉(没有与容器底接触),这一过程中,弹簧测力计的示数(“变大”、“变小”或“不变”),这表明,铁块上表面受到的压强,压力,铁块上下两个表面受到的压力差。 〖例2〗一个物体在空气
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