专题三 压强与浮力重难点突破
考点解析☆目标分解
b级目标:概述压强的概念,用压强公式或变式进行简单的计算;用液体压强与流速的定性关系解释有关的现象;直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单计算。
c级目标:知道增大或减小压强的方法;知道压强计的构造和用途;能应用物体的沉浮条件判别物体的浮沉。
目标分解:
①增大或减小压强的方法
②液体压强的影响因素和压强计的使用
③压强的计算与分析
④物体沉浮条件的判别与应用
⑤流体压强与流速的定性关系和应用
考点剖析☆聚焦高频
考点一:增大或减小压强的方法
1.(2017?衢州)下列生活实例中,属于增大压强的是(?? )
A.?大型载重货车有很多车轮????????????????????????????????????B.?铁路的钢轨铺在枕木上
C.?取出一些书的书包背起来更舒服???????????????????????D.?剪刀的刀刃做得很薄
【答案】D
【解析】增大压强的方法:1、增大压力;2、减小受力面积;3、既增大压力又减小受力面积。
【解答】A、大型载重货车有很多车轮,很多车轮增大了受力面积压强减小,A错误;
B、铁路的钢轨铺在枕木上,枕木增大受力面积压强减小,B错误;
C、取出一些书的书包背起来更舒服,取出一些书减小了书包重力从而减小了压力,C错误;
D、剪刀的刀刃做得很薄,减小受力面积压强增大,故D正确。
2.(2016?舟山)动物的进化会使它们的身体结构和功能更适应环境,下列用压强知识解释错误的是(? ) www.21-cn-jy.com
A.?啄木鸟的喙又尖又长﹣减少受力面积,增大压强,有利于摄食
B.?狗的犬齿很尖﹣减少受力面积,增大压强,有利于撕咬食物
C.?鲫鱼的身体呈现梭形﹣增大受力面积,减少压强,有利于水游行
D.?骆驼的趾特别宽大﹣增大受力面积,减少压强,有利于沙漠行走
【答案】C
【解析】现在生存的每一种生物,都具有与环境相适应的形态结构、生理特征.回答此题的关键要把握生物体结构与生活环境相适应的生物学观点. 21*cnjy*com
【解答】解:A、啄木鸟的嘴很尖,是通过减小受力面积的大小来增大压强.便于凿开树干捕捉虫子,有利于摄食,A正确;【出处:21教育名师】
B、狗的犬齿很尖,减少受力面积,增大压强,有利于撕咬食物,B正确;
C、鲫鱼的身体呈梭型,可减小游泳时的阻力,有利于水游行,C错误;
D、骆驼的趾特别宽大﹣增大受力面积,减少压强,有利于沙漠行走,D正确.
故选:C.
考点二:液体压强的影响因素和压强计的使用
1.如图所示,三个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有A、B、C三种液体,它们对容器底部的压强相等,现分别从三个容器内抽出相同深度的液体后,剩余液体对容器底部的压强Pa、Pb、Pc的大小关系是( ???)
A.?Pa>Pb >Pc??????????????B.??Pa=Pb =Pc?????????????C.?Pa<Pb<Pc????????????D.??Pa=Pc>Pb
【答案】A
【解析】液体压强P=ρgh,由题中压强相等判断出三种液体的密度大小,由密度大小可判断出取出的液体的压强大小,再得出剩余液体对容器底部压强的大小关系。【解答】由液体压强公式P=ρgh可判断出液体密度的大小,因为三种液体对容器底部的压强相等,深度hA>hB>hC,可知ρA<ρB<ρC,现抽出相同深度的液体,压强的变化ΔP=ρgΔh,Δh相等密度大的压强变化大,所以ΔPA<ΔPB<ΔPC,所以剩余液体的压强为Pa>Pb >Pc, A选项正确。
故答案为:A
2.一密封的圆台形容器,其横截面如图所示,内装一定质量的水,若把它倒置,则水对容器底面的作用情况是( )
A.?压强减小,压力增大???????????????????????????????????????????B.?压强减小,压力减小
C.?压强增大,压力增大???????????????????????????????????????????D.?压强增大,压力减小
【答案】D
【解析】设如图放置时的底面积为S大,倒置过来后的底面积为S小,因为水的体积一定,所以倒置过来后水的高度增大了,则根据液体压强公式P=ρgh可知,倒置过来后水对容器底的压强变大了.
第一次水对容器底的压力:F=PS=ρghS大,即水对容器底的压力是以S大为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力.如图:
第二次水对容器底的压力:F′=P′S小=ρgh′S小,即水对容器底的压力是以S小为底面积,h′为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力.如图:
故选D。
【分析】本题的难点在于判断水对容器底的压力变化情况:不同形状的容器,水对容器底的压力和水的重力关系是不同的。
3.小科同学利用如下图所示的器材探究液体内部压强的特点。
(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度________。
(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究________。
(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是______。
A.?酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
B.?植物油(ρ植物油=0.9×103kg/m3)
C.?盐水(ρ盐水=1.1×103kg/m3)
【答案】(1)相同
(2)液体内部压强与深度的关系
(3)C
【解析】(1)U形管的实质是连通器,当连通器中的同种液体不流动时,两侧的液面保持相平;(2)液体内部压强大小通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,这是转换法;液体压强和液体的密度、
深度有关,实验中采用控制变量法来设计实验.(3)根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系.此题主要考查的是学生对液体压强的影响因素实验的理解和掌握,解答此类题目要注意控制变量法和转换法的运用.
【解答】解:(1)图甲中的U形管相当于一连通器,液体不流动时,两侧的液面保持相平;(2)实验中液体的密度不变,改变探头在水中的深度,研究的是液体内部压强与深度的关系.(3)探头在下列液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在盐水中的压强最大,U形管左右两侧液面的高度差最大 故答案为:(1)相同;(2)液体内部压强与深度的关系.(3)C
考点三:压强的计算与分析
1.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A,B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A,B对水平地面的压强之比为(? )
A.?8∶1???????????????????????????B.?4∶3???????????????????????????C.?1∶2??????????????????????????????D.?4∶1
【答案】D
【解析】先根据图象给出的数据求出甲乙两物质的密度之比,从而推出其体积之比,边长之比,底面积之比,然后利用压强公式即可得出答案。许多物理量之间的变化关系可以用数学上的图象来形象直观的表示出来,反过来,如果画出了相应的物理量变化图象,我们也能根据数学知识从中分析出物理量之间的变化及其关系。
【解答】解: , ,
∴ ,
因A、B两个质量相等,所以重力相等,此时对地面的压力F相等,
并且 ,
又因为都是正方体,
所以它们的边长之比为
底面积之比 ,
根据 可知:在F相等的条件下,可得: 。
故答案为:D
2.如图所示,水平地面上放置着两个底面积不同(S甲<S乙)、高度相同、质量可忽略的薄壁圆柱形容器甲和乙,分别盛满质量相等的水和酒精。现将密度为ρ的物体A分别放入水和酒精中,待静止后,水和酒精对容器底部的压强分别为p水和p酒精,则p水________p酒精;甲和乙容器对桌面的压力分别为F甲和F乙,则F甲________F乙。(选填“>”、“=”或“<”),(已知ρ酒精<ρ<ρ水)
【答案】>;<
【解析】本题考查压强和压力的大小比较;这是一道推理判断题,先根物体的浮沉条件比较出物体A排开的水和酒精的重力,然后根据即可比较压强,根据是知道容器的对桌面的压力是谁产生的(1)水和酒精对容器底部的压强根据液体压强公式p=ρgh即可得出;(2)因容器是固体,则容器对桌面的压力应根据F=G进行比较。
【解答】(1)由图可知:甲乙容器中的液面高度相同,
∵盛满质量相等的水和酒精,将物体A分别放入水和酒精中待静止后,液面高度不变;
∴根据ρ酒精<ρ水 , 则对容器底部压强根据公式p=ρgh可知:p水>p酒精;
(2)因甲乙容器中分别盛满质量相等的水和酒精,即G水=G酒精;
将密度为ρ的物体A分别放入水和酒精中,因ρ酒精<ρ<ρ水 , 所以待静止后,物体A会在水中漂浮,在酒精下沉,所以在甲容器中,GA=F浮水=G排水 , 在乙容器中,GA>F浮酒精 , F浮酒精=G排酒精 , 所以G排水>G排酒精 , 甲容器对桌面的压力为F甲=G水+GA-G排水 , 乙容器对桌面的压力为F乙=G酒精+GA-G排酒精 , 所以F甲<F乙
3.滩涂上正在举办一场别开生面的“骑泥马”比赛(如图所示)。只见小轩双手捏住“泥马”上的横档,一只脚跪在“泥马”上,另一只脚用力蹬滩泥,“泥马”就在滩涂上“疾行如飞”。已知小轩质量为62千克,“泥马”的质量为10千克。(不考虑运动过程中泥对“泥马”和人质量的影响)21cnjy.com
(1)小轩以他所骑行的“泥马”为参照物,他的运动状态是________(选填“运动”或“静止”)
(2)小轩在运动过程中的某一时刻,一只脚在水平“泥马”上,另一只脚悬在空中,“泥马”对滩涂压力的受力面积是0.4平方米。求此时“泥马”对滩涂的压强。
(3)比赛结束后,小轩要将“泥马”抬到地面上,当双脚踩到滩涂上时,立即陷入了及膝深的滩泥中,试解释其原因。________。
【答案】(1)静止
(2)G=mg=(62+10)kg×10N/kg=720N
F=G=720N
p=
(3)当双脚踩到海涂上时,人与海涂的接触面积变小,压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,所以人陷入了及膝深的海涂中。
【解析】(1)在研究判断物体的运动时首先要选一个参照物,参照物不同物体的运动状态也不同;(2)根据压强公式 ,当整个人在“泥马”上时F=G,再由受力面积可得到压强;(3)根据压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关,可对现象作出解释。
【解答】(1)用他所骑行的“泥马”为参照物,他与泥马相对位置不改变所以运动状态是静止的;(3)比赛结束后,小轩抬起“泥马”双脚踩到滩涂上时,此时对地面的压力为“泥马”的重力加小轩的重力不变,由于双脚面积小于“泥马”的面积,所以压力作用效果明显,所以可解释为:当双脚踩到海涂上时,人与海涂的接触面积变小,压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,所以人陷入了及膝深的海涂中。
故答案为:(1)静止;(2)1800帕;(3)当双脚踩到海涂上时,人与海涂的接触面积变小,压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,所以人陷入了及膝深的海涂中。
考点四:物体沉浮条件的判别与应用
1.(2016?绍兴)将重10牛的长方体木块A放入水平放置的盛水容器中静止时,有1/3的体积露出水面,木块受到的浮力是________牛,若在木块上放另一物块B,使木块刚好全部压入水中,如图,若所加物块B的体积是木块的1/3,则物块B密度与木块A密度之比是________.
【答案】10;3:2
【解析】物体漂浮时,浮力等于重力;将AB看作一个整体,根据浮力等于重力,并结合阿基米德原理以及密度计算公式计算物块B密度与木块A密度之比.本题考查重力、密度以及阿基米德原理计算公式的应用,关键明确物体漂浮时,浮力等于重力. 【解答】解:根据题意可知,木块A漂浮在水中,因此木块受到的浮力F浮=GA=10N;
当木块有1/3的体积露出水面时,即木块有2/3的体积浸入水中,木块受到的浮力为10N;
根据阿基米德原理有:F浮=ρ水g× 2/3V木=10N,整理得ρ水gV木=15N,
当木块全部浸没在水中时,木块受到的浮力:F浮′=ρ水gV木=15N;
将AB看作一个整体时,AB漂浮在水中,浮力等于总重力,即F浮′=GA+GB;
所以物体B的重力:GB=F浮′﹣GA=15N﹣10N=5N;
由G=mg和ρ= 可得:ρB:ρA= : = × = × =3:2.
故答案为:10;3:2.
2.(2014·杭州)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”)。 21*cnjy*com
【答案】小;下降
【解析】当物体漂浮时,浮力等于重力;当物体下沉时,物体受到的浮力小于重力;据此比较浮力的大小,再根据F浮=ρ液gV排的变形公式判断液面的变化。
【解答】当碗漂浮时,碗受到的浮力等于重力;当碗下沉到水槽底部时,碗受的浮力小于重力,因此沉到水槽底部的碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力小。
由F浮=ρ液gV排的变形公式可知,在液体密度一定时,物体受到的浮力越小,排开液体的体积越小,因此沉到水槽底部的碗排开水的体积小,因此液面将下降。
故答案为:小;下降。
3.(2017?杭州)小金学了浮力的知识后,想制造一台浮力秤。他将一段密度为0.5×103千克/米3 ,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中,如图所示。这段木料长为40厘米,横截面积为0.1米2 ,其上表面可以作为秤盘(g=10牛/千克),问:
(1)质量为0的刻度线的位置在哪里??
(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少?
【答案】(1)方法1:将这段木块竖直漂浮于水中,水面与木块相切处即为零刻度线位置
方法2:∵漂浮
∴F浮=G木?? 又∵F浮=ρ水gV水 , G木=ρ木gV木 , ? ∴ρ水gSh=ρ木gSL,
∴h= ?= ,
离下表面竖直距离20cm处为零刻度线位置
(2)设距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为m
F’浮= G水+mg
F’浮=ρ水gV’水=ρ水gSh’
=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×(0.4-0.1)m=300N
G木=m木g=ρ木V木g=ρ木SLg
=0.5×103kg/m3×0.1m2×0.4m×10N/kg=200N
【解析】(1)根据m=ρV算出物体的质量即质量为0的刻度线的位置;
(2)算出距离上表面10厘米排开水的质量减去木料的质量就是对应的质量。
考点五:流体压强与流速的定性关系和应用
1.(2016?舟山)如图装置可以用来研究液体压强与流速的关系,打开阀门,水流经该装置时,可观察到a、b两管口均有水喷出,且________管口喷出的水柱更高,原因是________. 21教育名师原创作品
【答案】b;b管下端管道横截面积大,水流速小,压强大
【解析】当打开止水阀门时,比较a和b两管底部液体的流动速度,根据流体流速大、压强小,判断压强大小,由压强大小判断液面高度.
【解答】解:打开止水阀门,水流经该装置时,由于水的流量一定,a管下端管道横截面积小,b管底部管道横截面积大,根据流体压强和流速的关系可知,a管下端水流速大,b管下端水流速小,所以a管下端产生的压强小,b管下端产生的压强大,所以,b管口喷出的水柱更高.
故答案为:b;b管下端管道横截面积大,水流速小,压强大.
2.(2016?湖州)货车驾驶员在卸货后,把空的纸箱放在车斗里.在汽车行驶时,发现有纸箱从车斗里“飞”了出来.为什么会出现这种现象呢?
小明同学经过思考后,进行了模拟实验:
将纸屑放在一个铁盒里,用吹风机向铁盒上方水平吹风,发现有纸屑从铁盒中“飞”出来,如图.
请回答:
(1)小明向铁盒上方吹风是模拟________.
(2)请用所学的知识解释纸箱从车斗里“飞”出来的原因.________.
【答案】(1)汽车在行驶过程中的空气流动
(2)车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗
【解析】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小,据此分析即可判断;知道流体压强和流速的关系,并能解释实际问题是解决此题的关键.21·世纪*教育网
【解答】解:(1)据图可知,此时的铁盒相当于车斗,铁盒内的纸屑相当于车斗中的纸箱,故明向铁盒上方吹风是模拟汽车在行驶过程中的空气流动;(2)据模拟实验可知,车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗;
故答案为:(1)汽车在行驶过程中的空气流动;(2)车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗;
3.(2016?衢州)如图为小柯在科技节中制作的“杠杆力臂演示仪”和“流体压强与流速关系演示仪”.
(1)如图甲(杠杆自身质量和摩擦忽略不计,固定装置未画出),O为支点,OA=OD=3OB=0.6米,CD=0.2米.在做背景的白纸上作有以O为圈心半径为0.2米的圆.在A点挂5牛顿的重物G,要使杠杆水平平衡,则作用在B点竖直向下的力FB应为________牛,撤去FB后,按图示方向分别施加FC、FD两个力,且毎次都使杠杆在水平位置平衡,则FC、FD大小关系为________.
(2)如图乙,在注射器A、B处分别扎一个等大的小孔,插入两根相同规格的硬质塑料管(连接处密封),并 在管上分别系一个未充气的同规格气球(连接处不漏气).先慢慢往外拉活塞,使注射器中充满空气,接着快速向内推动活塞,在此过程中可现察到A、B两孔处气球的鼓起情况是________(填序号).
①A孔处气球大 ②B孔处气球大 ③两个气球一样大
【答案】(1)15;FC=FD
(2)②
【解析】(1)根据杠杆平衡条件计算作用在B点竖直向下的力FB的大小;通过比较FC、FD两个力的力臂与FB的力臂的关系,根据杠杆平衡条件分析FC、FD大小关系;(2)流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小.此题考查杠杆平衡条件的应用、流体压强和流速的关系,难点在(1),关键是从图示中得出FC、FD两个力的力臂均与FB的力臂相等,然后利用杠杆平衡条件分析解答.
【解答】解:(1)根据杠杆平衡条件可得:G×OA=FB×OB,OA=3OB=0.6m,则OB=0.2m,
所以,作用在B点竖直向下的力FB= = =15N;
由图可知,FC、FD两个力的力臂均与FB的力臂相等,都是圆的半径,阻力和阻力臂不变,撤去FB后,按图示方向分别施加FC、FD两个力,且毎次都使杠杆在水平位置平衡,
根据杠杆平衡条件可知,FC、FD大小关系为FC=FD;(2)由图可知B的下端注射器的横截面积大,A的下端注射器的横截面积小,快速向内推动活塞,B的下端空气流速小,压强大,A的下端空气流速大,压强小,所以,在此过程中可现察到A、B两孔处气球的鼓起情况是B孔处气球大.2·1·c·n·j·y
故答案为:(1)15;(2)FC=FD;(2)②.
考点过关☆专项突破
考点一:增大或减小压强的方法
1.在公交车上有许多保障乘客安全的装置,如图示的安全拉手和安全锤,下列关于这些装置的说法中,合理的是(?? )【来源:21·世纪·教育·网】
A.?在需要破窗逃生时,两端很尖的安全锤可以增大对玻璃的压力
B.?在需要破窗逃生时,两端很尖的安全锤可以增大对玻璃的压强
C.?在紧急刹车时,安全拉手可让我们不具有惯性,从而避免伤害
D.?在紧急刹车时,安全拉手可让我们不受惯性力,从而避免伤害
2.图示是宾馆里常用的牙膏,根据观察和生活经验,你认为下列说法错误的是(?? )
A.?牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦?????????????????????B.?这种牙膏使用前受到的重力是10牛
C.?挤压牙膏时可反映出力能使物体发生形变?????D.?用尖锐物戳牙育时可以增大压强
3.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。如图,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 D.增大对手的压力
4.在汽车交通事故中对乘员造成伤害的往往是“二次碰撞”(汽车碰撞后发生的乘客跟车身的碰撞)引起。与传统的安全带相比,安全气囊对乘员的头和胸的保护作用效果更好,在紧急情况下,装于前排乘员前方的安全气囊能急速膨胀,以避免人与仪表板、挡风玻璃相撞。为保证气囊有良好的保护性能,设计中应考虑:(? )
①气囊膨胀的初期,内部压强要超过某个数值;②尽可能快地使气囊膨胀展开;②气囊与乘客的接触面积的大小;④要有排气机构,当压力超出某值时可以排气,减小压力
A.?只需考虑①????????????? ???B.?只需考虑①②????????????????
C.?只需考虑①②③?????????? ??????D.?①②③④都应考虑
考点二:液体压强的影响因素和压强计的使用
1.有一密闭的圆台形容器,如图所示,内装一定质量的水,如果把它倒置后放在水平桌面上,则下列说法正确的是( ???)
A.?水对容器底部的压力相等,压强图乙大??????B.?图甲中水对容器底部的压力大,压强小
C.?容器对桌面的压力相等,压强相等?????????????D.?容器对桌面的压力相等,图甲压强大
2.如图所示玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜绷紧程度相同,将此装置置于水中,下列哪幅图能反应橡皮膜受到水的压强后的凹凸情况(? )
A.?????????????B.???????????C.???????????D.?
3.如图所示,利用下列器材所做的探究实验与对应描述不符的是( )
A.?探究压力作用效果与受力面积的关系?????????????B.?准确地测量液体压强的大小
C.?探究连通器的特点?????????????????????????????????????????????D.?证明大气压强的存在
4.(2015?温州)如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A.???B.???C.???D.?
5.(2015?丽水)压强计的结构如图所示,在“用压强计探究液体内部压强的特点”实验中,用大拇指轻压金属盒上的橡皮膜,可观察到压强计U形管左管液面比右管液面________。在探究同一液体、同一深度液体内部压强特点时,改变液体中金属盒橡皮膜朝向的具体操作是________?。
考点三:压强的计算与分析
1.如图所示,实心均匀正方体甲、乙分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。现从甲、乙正方体上部沿水平方向切去部分后,它们剩余部分的体积相等,则甲、乙对地面的压力变化量△F甲和△F乙的关系是( )
A.?△F甲一定大于△F乙????? ????B.?△F甲可能大于△F乙?????????
C.?△F甲一定小于△F乙??????? ??D.?△F甲可能小于△F乙
2.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )21·cn·jy·com
A.?p甲>p乙???????????????B.?p甲<p乙??????????????C.?p甲=p乙??????????????D.?条件不足,无法判断
3.如图所示,质量分布均匀,厚度相同且均匀的等腰梯形物体A放在水平地面上,若在其二分之一的高度处,沿着水平方向将其切成B、C两块梯形物体,然后将B,C两块梯形物体放在水平地面上,现在这两块物体对地面的压强分别为PB和PC,则(? )
A.?PB>PC?????????????????????B.?PB=PC??????????????????????C.?PB<PC??????????????????????D.?无法判断
4.现如今滑雪成为市民的一项运动。我市文成月老山滑雪场自2014年元旦正式营业以来给市民带来了许多的方便。滑雪中包含了许多科学原理:当滑雪者在雪地上快速滑行时,在人和滑雪板压力的作用下,白雪中小孔内充满的空气会被逼出,形成一层气垫。但这层气垫只能维持一段很短的时间。已知每块滑雪板与地面的接触面是长为1.5m、宽为0.12m的长方形。
(1)滑雪板可以轻易在雪地上快速滑行,是由于________。
(2)如果滑雪速度太慢,滑雪板在雪地某点上经过的时间超过一秒,板就会陷入雪中。则滑雪者的速度至少为________m/s,板才不会陷入雪中。
(3)若滑雪者与滑雪板总重为720N,当其双脚站立在水平雪地上时,滑雪板对地面的压强为多少帕?
5.?如图所示,水平桌面的正中央放着三个底面积均为500cm2的薄壁容器,容器内装有适当的水,在圆柱形的乙容器中放入一个密度为0.6×103kg/m3 . 体积为1dm3的木块漂浮在水面,现用力F将木块刚好压没于水中静止,水未溢出.求:
(1)静止时所施加的压力F的大小;
(2)乙容器中木块被压没后和没有放入木块时水对容器底部的压强增加了多少?
(3)若也将木块压没于甲、丙两容器中(木块未触底、水未溢出),静止时判断三容器中水对容器底部的压强增加量的大小关系. 21世纪教育网版权所有
考点四:物体沉浮条件的判别与应用
1.如图是世界上最大的全透型载客潜水器“寰岛蛟龙1”。潜水器从水面缓慢下潜至水面下一定深度处悬停,里面的人能从潜水器内往外观察海底世界。下列关于潜水器的说法正确的是(? )【版权所有:21教育】
A.?潜水器靠改变受到的浮力来实现下潜的??????B.?下潜过程中,水对它的压强不变
C.?悬停时受到的重力和浮力是一对平衡力??????D.?下潜过程中受到的浮力一直在变大
2.下列四个情景中,受到的浮力增大的物体是(???? )
A.?从深水处走向海岸沙滩的游泳者???????????????????????B.?从长江驶入大海的轮船?
C.?海面下正在下沉的潜水艇??????????????????????????????????D.?在码头装载货物的轮船
3.a、b两种物质的质量和体积关系如图,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,放手稳定后(?? )
A.?甲漂浮,甲受浮力大???????????????????????????????????????????B.?乙漂浮,乙受浮力大
C.?甲漂浮,乙受浮力大???????????????????????????????????????????D.?乙漂浮,甲受浮力大
4.(2016?舟山)人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁,把空气压进浮筒将浮筒里的水排出,沉船随着浮筒一起浮起,下列说法正确的是(? )
A.?沉船在河底时,受到的浮力等于其重力???????????????
B.?浮筒充满气后,受到的浮力大于其重力
C.?沉船在水下上浮时,受到的浮力逐渐变小???????????
D.?船和浮筒浮在水面时,受到的浮力大于其重力
5.质地均匀的小球漂浮于水面,如图所示。切掉小球露出水面的部分,小球剩余部分的密度________(选填“变大”“变小”或“不变”);若将小球剩余部分浸没于水中,松手后它将________(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
6.甲、乙两位同学分别对“物体的浮沉条件”进行了探究。
(1)甲同学的探究方案
实验器材:弹簧测力计(量程0~5N,分度值0.2N)、天平(带砝码盒)、量筒及水、蜡块(9g 左右)。
探究问题:蜡块的上浮条件。实验过程:
①首先测量蜡块的重力:方案一是用弹簧测力计直接测出蜡块的重力;方案二是用天平测出蜡块的质量,再求出重力。
在方案一、二中,你支持方案________,理由是________。
②测量蜡块受到的浮力:量筒中放入适量的水,把蜡块放在水中,浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。
你认为上述操作存在的问题是________。
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力,可知物体上浮的条件。
(2)乙同学的探究方案
实验器材:装有水的大烧杯、蜡块、铁钉(见图)。
探究问题:蜡块的下沉条件。
实验过程:把蜡块浸没在水中,松手后,发现蜡块要上浮,直至漂浮在水面。为了使浸没在水中的蜡块会下沉,设计了两种实验方案。
方案一:将一根铁钉全部插入蜡块中,然后将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块沉入水底。
方案二:用同样的铁钉,但只将其部分插入蜡块中,将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块也沉入水底。
①从物体受力的角度看,在蜡块中插入铁钉是为了改变________的大小。
②能够得到的实验结论是________。
③虽然两种方案的实验结果基本一致,但老师认为方案一更科学。你认为老师这样评价的主要理由是________。(g取10N/kg)
7.一个底面积为10m2的圆柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积为20m3、密度为0.8×103kg/m3 的物体 A 放入其中,最终物体 A 漂浮于水面上。
(1)物体 A 所受到的浮力是多少?
(2)如图所示,若将画斜线部分截取下来并取出(其体积为浸入水中体积的一半),则取出的那部分物体的质量是多少?
考点五:流体压强与流速的定性关系和应用
1.非洲草原犬鼠是一种哺乳动物,有很强的环境适应能力.下图是其洞穴的横截面示意图:洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆.这种离地面很深、洞口形状各异看似简单的 洞穴却有很强的空气流动能力,成为一个天然的“空调器”.请结合所学知识,回答下列问题:
(1)如图所示,洞穴中空气流动的方向是________(填“从A洞口流入”或“从B洞口流入”); 21教育网
(2)当洞穴周围处于________状态时,此“空调器”会失去效能;
(3)下列行为或做法与犬鼠洞穴“空调器”运用科学原理相同的有 ??????(填字母序号);
A.?并列行驶的军舰“不能靠得太近”
B.?列车进站时,旅客必须站在安全线外
C.?盒装牛奶喝完后,再用力吸一下,纸盒变扁了.
2.下列实验中,不能说明“流速的大小对流体的压强有影响”的是(??? )
A.?如图①:吹气时纸条向上飘????????????????????????????????B.?如图②:用吸管从瓶中吸饮料
C.?如图③:吹气时纸片向下凹????????????????????????????????D.?如图④:吹气时A管中水面向上升
3.2017年5月5日,我国自主研发的C919商用大飞机在上海浦东机场成功首飞.客机中的部分钛合金零件采用了激光3D打印技术.关于客机的下列说法不正确的是(?? )
A.?客机采用密度小的材料,可以减轻它的重力
B.?客机在空中沿直线匀速飞行,是受平衡力作用
C.?客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理
D.?客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更大
4.许多汽车顶部有一弧形天窗,打开时能够有效地使车内外空气流通。当汽车行驶时按图示方式打开天窗,下面有关换气原理的描述正确的是(? )【来源:21cnj*y.co*m】
A.?车外气体流速大于车内,外部空气被压入??????????
B.?车外气体流速大于车内,内部空气被压出
C.?车外气体流速小于车内,外部空气被压入??????????
D.?车外气体流速小于车内,内部空气被压出
5.夏天,小明的妈妈为了躲避热辣的阳光,自行车的前把上安装了遮阳伞,可自从安装了这把伞后,妈妈骑车时总感觉车把象被人向上提起,这是为什么呢?为探究这个问题,小明制作了一个模型,并把它穿在一根铁丝上,在铁丝的上下各挂一只弹簧测力计,如图所示,然后用电吹风对着模型吹气,结果发现:上面的测力计示数变小,下面的测力计示数变大。www-2-1-cnjy-com
(1)经过发现,模型上方的大气压强________下方的大气压强。
(2)小明根据自己的实验给妈妈解释了为什么骑车时感觉车把被向上提起,小明的解释是________。 2-1-c-n-j-y
专题三 压强与浮力重难点突破
考点解析☆目标分解
b级目标:概述压强的概念,用压强公式或变式进行简单的计算;用液体压强与流速的定性关系解释有关的现象;直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单计算。
c级目标:知道增大或减小压强的方法;知道压强计的构造和用途;能应用物体的沉浮条件判别物体的浮沉。
目标分解:
①增大或减小压强的方法
②液体压强的影响因素和压强计的使用
③压强的计算与分析
④物体沉浮条件的判别与应用
⑤流体压强与流速的定性关系和应用
考点剖析☆聚焦高频
考点一:增大或减小压强的方法
1.(2017?衢州)下列生活实例中,属于增大压强的是(?? )
A.?大型载重货车有很多车轮????????????????????????????????????B.?铁路的钢轨铺在枕木上
C.?取出一些书的书包背起来更舒服???????????????????????D.?剪刀的刀刃做得很薄
【答案】D
【解析】增大压强的方法:1、增大压力;2、减小受力面积;3、既增大压力又减小受力面积。
【解答】A、大型载重货车有很多车轮,很多车轮增大了受力面积压强减小,A错误;
B、铁路的钢轨铺在枕木上,枕木增大受力面积压强减小,B错误;
C、取出一些书的书包背起来更舒服,取出一些书减小了书包重力从而减小了压力,C错误;
D、剪刀的刀刃做得很薄,减小受力面积压强增大,故D正确。
2.(2016?舟山)动物的进化会使它们的身体结构和功能更适应环境,下列用压强知识解释错误的是(? )
A.?啄木鸟的喙又尖又长﹣减少受力面积,增大压强,有利于摄食
B.?狗的犬齿很尖﹣减少受力面积,增大压强,有利于撕咬食物
C.?鲫鱼的身体呈现梭形﹣增大受力面积,减少压强,有利于水游行
D.?骆驼的趾特别宽大﹣增大受力面积,减少压强,有利于沙漠行走
【答案】C
【解析】现在生存的每一种生物,都具有与环境相适应的形态结构、生理特征.回答此题的关键要把握生物体结构与生活环境相适应的生物学观点. 【版权所有:21教育】
【解答】解:A、啄木鸟的嘴很尖,是通过减小受力面积的大小来增大压强.便于凿开树干捕捉虫子,有利于摄食,A正确;
B、狗的犬齿很尖,减少受力面积,增大压强,有利于撕咬食物,B正确;
C、鲫鱼的身体呈梭型,可减小游泳时的阻力,有利于水游行,C错误;
D、骆驼的趾特别宽大﹣增大受力面积,减少压强,有利于沙漠行走,D正确.
故选:C.
考点二:液体压强的影响因素和压强计的使用
1.如图所示,三个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有A、B、C三种液体,它们对容器底部的压强相等,现分别从三个容器内抽出相同深度的液体后,剩余液体对容器底部的压强Pa、Pb、Pc的大小关系是( ???)
A.?Pa>Pb >Pc??????????????B.??Pa=Pb =Pc?????????????C.?Pa<Pb<Pc????????????D.??Pa=Pc>Pb
【答案】A
【解析】液体压强P=ρgh,由题中压强相等判断出三种液体的密度大小,由密度大小可判断出取出的液体的压强大小,再得出剩余液体对容器底部压强的大小关系。【解答】由液体压强公式P=ρgh可判断出液体密度的大小,因为三种液体对容器底部的压强相等,深度hA>hB>hC,可知ρA<ρB<ρC,现抽出相同深度的液体,压强的变化ΔP=ρgΔh,Δh相等密度大的压强变化大,所以ΔPA<ΔPB<ΔPC,所以剩余液体的压强为Pa>Pb >Pc, A选项正确。
故答案为:A
2.一密封的圆台形容器,其横截面如图所示,内装一定质量的水,若把它倒置,则水对容器底面的作用情况是( )
A.?压强减小,压力增大???????????????????????????????????????????B.?压强减小,压力减小
C.?压强增大,压力增大???????????????????????????????????????????D.?压强增大,压力减小
【答案】D
【解析】设如图放置时的底面积为S大,倒置过来后的底面积为S小,因为水的体积一定,所以倒置过来后水的高度增大了,则根据液体压强公式P=ρgh可知,倒置过来后水对容器底的压强变大了.
第一次水对容器底的压力:F=PS=ρghS大,即水对容器底的压力是以S大为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力.如图:
第二次水对容器底的压力:F′=P′S小=ρgh′S小,即水对容器底的压力是以S小为底面积,h′为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力.如图:
故选D。
【分析】本题的难点在于判断水对容器底的压力变化情况:不同形状的容器,水对容器底的压力和水的重力关系是不同的。
3.小科同学利用如下图所示的器材探究液体内部压强的特点。
(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度________。
(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究________。
(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是______。
A.?酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
B.?植物油(ρ植物油=0.9×103kg/m3)
C.?盐水(ρ盐水=1.1×103kg/m3)
【答案】(1)相同
(2)液体内部压强与深度的关系
(3)C
【解析】(1)U形管的实质是连通器,当连通器中的同种液体不流动时,两侧的液面保持相平;(2)液体内部压强大小通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,这是转换法;液体压强和液体的密度、
深度有关,实验中采用控制变量法来设计实验.(3)根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系.此题主要考查的是学生对液体压强的影响因素实验的理解和掌握,解答此类题目要注意控制变量法和转换法的运用.
【解答】解:(1)图甲中的U形管相当于一连通器,液体不流动时,两侧的液面保持相平;(2)实验中液体的密度不变,改变探头在水中的深度,研究的是液体内部压强与深度的关系.(3)探头在下列液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在盐水中的压强最大,U形管左右两侧液面的高度差最大 故答案为:(1)相同;(2)液体内部压强与深度的关系.(3)C
考点三:压强的计算与分析
1.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A,B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A,B对水平地面的压强之比为(? )
A.?8∶1???????????????????????????B.?4∶3???????????????????????????C.?1∶2??????????????????????????????D.?4∶1
【答案】D
【解析】先根据图象给出的数据求出甲乙两物质的密度之比,从而推出其体积之比,边长之比,底面积之比,然后利用压强公式即可得出答案。许多物理量之间的变化关系可以用数学上的图象来形象直观的表示出来,反过来,如果画出了相应的物理量变化图象,我们也能根据数学知识从中分析出物理量之间的变化及其关系。
【解答】解: , ,
∴ ,
因A、B两个质量相等,所以重力相等,此时对地面的压力F相等,
并且 ,
又因为都是正方体,
所以它们的边长之比为
底面积之比 ,
根据 可知:在F相等的条件下,可得: 。
故答案为:D
2.如图所示,水平地面上放置着两个底面积不同(S甲<S乙)、高度相同、质量可忽略的薄壁圆柱形容器甲和乙,分别盛满质量相等的水和酒精。现将密度为ρ的物体A分别放入水和酒精中,待静止后,水和酒精对容器底部的压强分别为p水和p酒精,则p水________p酒精;甲和乙容器对桌面的压力分别为F甲和F乙,则F甲________F乙。(选填“>”、“=”或“<”),(已知ρ酒精<ρ<ρ水)
【答案】>;<
【解析】本题考查压强和压力的大小比较;这是一道推理判断题,先根物体的浮沉条件比较出物体A排开的水和酒精的重力,然后根据即可比较压强,根据是知道容器的对桌面的压力是谁产生的(1)水和酒精对容器底部的压强根据液体压强公式p=ρgh即可得出;(2)因容器是固体,则容器对桌面的压力应根据F=G进行比较。
【解答】(1)由图可知:甲乙容器中的液面高度相同,
∵盛满质量相等的水和酒精,将物体A分别放入水和酒精中待静止后,液面高度不变;
∴根据ρ酒精<ρ水 , 则对容器底部压强根据公式p=ρgh可知:p水>p酒精;
(2)因甲乙容器中分别盛满质量相等的水和酒精,即G水=G酒精;
将密度为ρ的物体A分别放入水和酒精中,因ρ酒精<ρ<ρ水 , 所以待静止后,物体A会在水中漂浮,在酒精下沉,所以在甲容器中,GA=F浮水=G排水 , 在乙容器中,GA>F浮酒精 , F浮酒精=G排酒精 , 所以G排水>G排酒精 , 甲容器对桌面的压力为F甲=G水+GA-G排水 , 乙容器对桌面的压力为F乙=G酒精+GA-G排酒精 , 所以F甲<F乙
3.滩涂上正在举办一场别开生面的“骑泥马”比赛(如图所示)。只见小轩双手捏住“泥马”上的横档,一只脚跪在“泥马”上,另一只脚用力蹬滩泥,“泥马”就在滩涂上“疾行如飞”。已知小轩质量为62千克,“泥马”的质量为10千克。(不考虑运动过程中泥对“泥马”和人质量的影响)
(1)小轩以他所骑行的“泥马”为参照物,他的运动状态是________(选填“运动”或“静止”)
(2)小轩在运动过程中的某一时刻,一只脚在水平“泥马”上,另一只脚悬在空中,“泥马”对滩涂压力的受力面积是0.4平方米。求此时“泥马”对滩涂的压强。
(3)比赛结束后,小轩要将“泥马”抬到地面上,当双脚踩到滩涂上时,立即陷入了及膝深的滩泥中,试解释其原因。________。
【答案】(1)静止
(2)G=mg=(62+10)kg×10N/kg=720N
F=G=720N
p=
(3)当双脚踩到海涂上时,人与海涂的接触面积变小,压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,所以人陷入了及膝深的海涂中。
【解析】(1)在研究判断物体的运动时首先要选一个参照物,参照物不同物体的运动状态也不同;(2)根据压强公式 ,当整个人在“泥马”上时F=G,再由受力面积可得到压强;(3)根据压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关,可对现象作出解释。
【解答】(1)用他所骑行的“泥马”为参照物,他与泥马相对位置不改变所以运动状态是静止的;(3)比赛结束后,小轩抬起“泥马”双脚踩到滩涂上时,此时对地面的压力为“泥马”的重力加小轩的重力不变,由于双脚面积小于“泥马”的面积,所以压力作用效果明显,所以可解释为:当双脚踩到海涂上时,人与海涂的接触面积变小,压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,所以人陷入了及膝深的海涂中。
故答案为:(1)静止;(2)1800帕;(3)当双脚踩到海涂上时,人与海涂的接触面积变小,压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,所以人陷入了及膝深的海涂中。www-2-1-cnjy-com
考点四:物体沉浮条件的判别与应用
1.(2016?绍兴)将重10牛的长方体木块A放入水平放置的盛水容器中静止时,有1/3的体积露出水面,木块受到的浮力是________牛,若在木块上放另一物块B,使木块刚好全部压入水中,如图,若所加物块B的体积是木块的1/3,则物块B密度与木块A密度之比是________.
【答案】10;3:2
【解析】物体漂浮时,浮力等于重力;将AB看作一个整体,根据浮力等于重力,并结合阿基米德原理以及密度计算公式计算物块B密度与木块A密度之比.本题考查重力、密度以及阿基米德原理计算公式的应用,关键明确物体漂浮时,浮力等于重力. 【解答】解:根据题意可知,木块A漂浮在水中,因此木块受到的浮力F浮=GA=10N;
当木块有1/3的体积露出水面时,即木块有2/3的体积浸入水中,木块受到的浮力为10N;
根据阿基米德原理有:F浮=ρ水g× 2/3V木=10N,整理得ρ水gV木=15N,
当木块全部浸没在水中时,木块受到的浮力:F浮′=ρ水gV木=15N;
将AB看作一个整体时,AB漂浮在水中,浮力等于总重力,即F浮′=GA+GB;
所以物体B的重力:GB=F浮′﹣GA=15N﹣10N=5N;
由G=mg和ρ= 可得:ρB:ρA= : = × = × =3:2.
故答案为:10;3:2.
2.(2014·杭州)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”)。
【答案】小;下降
【解析】当物体漂浮时,浮力等于重力;当物体下沉时,物体受到的浮力小于重力;据此比较浮力的大小,再根据F浮=ρ液gV排的变形公式判断液面的变化。
【解答】当碗漂浮时,碗受到的浮力等于重力;当碗下沉到水槽底部时,碗受的浮力小于重力,因此沉到水槽底部的碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力小。
由F浮=ρ液gV排的变形公式可知,在液体密度一定时,物体受到的浮力越小,排开液体的体积越小,因此沉到水槽底部的碗排开水的体积小,因此液面将下降。
故答案为:小;下降。
3.(2017?杭州)小金学了浮力的知识后,想制造一台浮力秤。他将一段密度为0.5×103千克/米3 ,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中,如图所示。这段木料长为40厘米,横截面积为0.1米2 ,其上表面可以作为秤盘(g=10牛/千克),问:
(1)质量为0的刻度线的位置在哪里??
(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少?
【答案】(1)方法1:将这段木块竖直漂浮于水中,水面与木块相切处即为零刻度线位置
方法2:∵漂浮
∴F浮=G木?? 又∵F浮=ρ水gV水 , G木=ρ木gV木 , ? ∴ρ水gSh=ρ木gSL,
∴h= ?= ,
离下表面竖直距离20cm处为零刻度线位置
(2)设距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为m
F’浮= G水+mg
F’浮=ρ水gV’水=ρ水gSh’
=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×(0.4-0.1)m=300N
G木=m木g=ρ木V木g=ρ木SLg
=0.5×103kg/m3×0.1m2×0.4m×10N/kg=200N
【解析】(1)根据m=ρV算出物体的质量即质量为0的刻度线的位置;
(2)算出距离上表面10厘米排开水的质量减去木料的质量就是对应的质量。
考点五:流体压强与流速的定性关系和应用
1.(2016?舟山)如图装置可以用来研究液体压强与流速的关系,打开阀门,水流经该装置时,可观察到a、b两管口均有水喷出,且________管口喷出的水柱更高,原因是________. www.21-cn-jy.com
【答案】b;b管下端管道横截面积大,水流速小,压强大
【解析】当打开止水阀门时,比较a和b两管底部液体的流动速度,根据流体流速大、压强小,判断压强大小,由压强大小判断液面高度. 21*cnjy*com
【解答】解:打开止水阀门,水流经该装置时,由于水的流量一定,a管下端管道横截面积小,b管底部管道横截面积大,根据流体压强和流速的关系可知,a管下端水流速大,b管下端水流速小,所以a管下端产生的压强小,b管下端产生的压强大,所以,b管口喷出的水柱更高.
故答案为:b;b管下端管道横截面积大,水流速小,压强大.
2.(2016?湖州)货车驾驶员在卸货后,把空的纸箱放在车斗里.在汽车行驶时,发现有纸箱从车斗里“飞”了出来.为什么会出现这种现象呢?
小明同学经过思考后,进行了模拟实验:
将纸屑放在一个铁盒里,用吹风机向铁盒上方水平吹风,发现有纸屑从铁盒中“飞”出来,如图.
请回答:
(1)小明向铁盒上方吹风是模拟________.
(2)请用所学的知识解释纸箱从车斗里“飞”出来的原因.________.
【答案】(1)汽车在行驶过程中的空气流动
(2)车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗
【解析】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小,据此分析即可判断;知道流体压强和流速的关系,并能解释实际问题是解决此题的关键.2·1·c·n·j·y
【解答】解:(1)据图可知,此时的铁盒相当于车斗,铁盒内的纸屑相当于车斗中的纸箱,故明向铁盒上方吹风是模拟汽车在行驶过程中的空气流动;(2)据模拟实验可知,车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗;
故答案为:(1)汽车在行驶过程中的空气流动;(2)车斗内的纸箱上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,故纸箱上方的气压小于纸箱下方的气压,纸箱从车斗里升起,然后在风的作用下吹离车斗;
3.(2016?衢州)如图为小柯在科技节中制作的“杠杆力臂演示仪”和“流体压强与流速关系演示仪”.
(1)如图甲(杠杆自身质量和摩擦忽略不计,固定装置未画出),O为支点,OA=OD=3OB=0.6米,CD=0.2米.在做背景的白纸上作有以O为圈心半径为0.2米的圆.在A点挂5牛顿的重物G,要使杠杆水平平衡,则作用在B点竖直向下的力FB应为________牛,撤去FB后,按图示方向分别施加FC、FD两个力,且毎次都使杠杆在水平位置平衡,则FC、FD大小关系为________.
(2)如图乙,在注射器A、B处分别扎一个等大的小孔,插入两根相同规格的硬质塑料管(连接处密封),并 在管上分别系一个未充气的同规格气球(连接处不漏气).先慢慢往外拉活塞,使注射器中充满空气,接着快速向内推动活塞,在此过程中可现察到A、B两孔处气球的鼓起情况是________(填序号).
①A孔处气球大 ②B孔处气球大 ③两个气球一样大
【答案】(1)15;FC=FD
(2)②
【解析】(1)根据杠杆平衡条件计算作用在B点竖直向下的力FB的大小;通过比较FC、FD两个力的力臂与FB的力臂的关系,根据杠杆平衡条件分析FC、FD大小关系;(2)流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小.此题考查杠杆平衡条件的应用、流体压强和流速的关系,难点在(1),关键是从图示中得出FC、FD两个力的力臂均与FB的力臂相等,然后利用杠杆平衡条件分析解答.
【解答】解:(1)根据杠杆平衡条件可得:G×OA=FB×OB,OA=3OB=0.6m,则OB=0.2m,
所以,作用在B点竖直向下的力FB= = =15N;
由图可知,FC、FD两个力的力臂均与FB的力臂相等,都是圆的半径,阻力和阻力臂不变,撤去FB后,按图示方向分别施加FC、FD两个力,且毎次都使杠杆在水平位置平衡,
根据杠杆平衡条件可知,FC、FD大小关系为FC=FD;(2)由图可知B的下端注射器的横截面积大,A的下端注射器的横截面积小,快速向内推动活塞,B的下端空气流速小,压强大,A的下端空气流速大,压强小,所以,在此过程中可现察到A、B两孔处气球的鼓起情况是B孔处气球大.
故答案为:(1)15;(2)FC=FD;(2)②.
考点过关☆专项突破
考点一:增大或减小压强的方法
1.在公交车上有许多保障乘客安全的装置,如图示的安全拉手和安全锤,下列关于这些装置的说法中,合理的是(?? )
A.?在需要破窗逃生时,两端很尖的安全锤可以增大对玻璃的压力
B.?在需要破窗逃生时,两端很尖的安全锤可以增大对玻璃的压强
C.?在紧急刹车时,安全拉手可让我们不具有惯性,从而避免伤害
D.?在紧急刹车时,安全拉手可让我们不受惯性力,从而避免伤害
【答案】B
【解析】(1)增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强.(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性,但惯性不是力.
【解答】解:AB、两端很尖的安全锤,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;不是为了增大压力.故A错误,B正确;【来源:21cnj*y.co*m】
C、惯性是物体的一种属性,一切物体在任何时候都有惯性,所以在紧急刹车时,我们具有惯性,故C错误;
D、惯性是物体的一种属性,但惯性不是力,不能说受不受惯性力.故D错误.
故选B.
2.图示是宾馆里常用的牙膏,根据观察和生活经验,你认为下列说法错误的是(?? )
A.?牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦?????????????????????B.?这种牙膏使用前受到的重力是10牛
C.?挤压牙膏时可反映出力能使物体发生形变?????D.?用尖锐物戳牙育时可以增大压强
【答案】B
【解析】解答本题需掌握力的作用效果,增大摩擦的方法,重力大小的估测,增大压强的方法.
【解答】解:A、摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度有关.牙膏盖上的条纹,增大了与手之间的粗糙程度,从而增大了摩擦,故A正确;
B、牙膏净含量大约3g,加上牙膏皮,总质量约6g,G=mg=0.006kg×10N/kg=0.06N,远远小于10N,故B错误;
C、挤牙膏时,手对牙膏一个力的作用,结果牙膏的形状发生了变化,这表明力可以改变物体的形状,故C正确;
D、压强大小与压力大小和接触面积有关.尖锐物的一端非常细,这样可以减小受力面积,从而增大它对牙膏的压强,故D正确.
故选B.
3.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。如图,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 D.增大对手的压力
【答案】A
【解析】单位面积上压力的大小称压强,作用的压力相等时受力面积越大压强越小,受力面积越小压强越大。
【解答】根据题意可知,塑料袋小提手增大了与手的接触面积,属于增大受力面积减小压强。而塑料袋对手的压力与塑料袋中所装物体的多少有关,所以不能改变压力,A选项正确。21·cn·jy·com
故选A
4.在汽车交通事故中对乘员造成伤害的往往是“二次碰撞”(汽车碰撞后发生的乘客跟车身的碰撞)引起。与传统的安全带相比,安全气囊对乘员的头和胸的保护作用效果更好,在紧急情况下,装于前排乘员前方的安全气囊能急速膨胀,以避免人与仪表板、挡风玻璃相撞。为保证气囊有良好的保护性能,设计中应考虑:(? )
①气囊膨胀的初期,内部压强要超过某个数值;②尽可能快地使气囊膨胀展开;②气囊与乘客的接触面积的大小;④要有排气机构,当压力超出某值时可以排气,减小压力
A.?只需考虑①????????????? ???B.?只需考虑①②????????????????
C.?只需考虑①②③?????????? ??????D.?①②③④都应考虑
【答案】D
【解析】在汽车交通事故时,人的动能很大且人可能向任何方向运动,碰撞与二次碰撞都是在短时间内完成的,安全气囊要具有良好的保护性能,设计中应考虑以上一些问题。【解答】①囊膨胀的初期,内部压强要超过某个数值;考虑到了人的动能大只有气囊内部的压强达到一定值时,才能阻止人与车身的碰撞,正确;②尽可能快地使气囊膨胀展开;设计考虑到了碰撞完成时间短,正确;②气囊与乘客的接触面积的大小;设计考虑了人在事故中运动方向的不确定性,正确;④要有排气机构,当压力超出某值时可以排气,减小压力,考虑到了气囊对人的再次伤害,正确。①②③④都正确,D选项正确。
故选D
考点二:液体压强的影响因素和压强计的使用
1.有一密闭的圆台形容器,如图所示,内装一定质量的水,如果把它倒置后放在水平桌面上,则下列说法正确的是( ???)
A.?水对容器底部的压力相等,压强图乙大??????B.?图甲中水对容器底部的压力大,压强小
C.?容器对桌面的压力相等,压强相等?????????????D.?容器对桌面的压力相等,图甲压强大
【答案】B
【解析】(1)水对容器的压力可通过公式F=PS计算,根据液体压强的特点将甲、乙容器等效于直筒形的容器进行比较;(2)水平桌面上的容器受到的压力大小上与重力相等,压强由压力和受力面积决定。
【解答】A.水对容器底部的压力相等,压强图乙大,由液体压强产生压力特点F=PS,可将甲看成是一个底面积为S甲(为圆台的较大底面)的圆柱形容器,此时水面不变,水是增加的。将乙看成是一个底面积为S甲(为圆台的较小底面)的圆柱形容器,此时水面不变,水是减少的。圆柱时水对容器底部的压力就是所装水的重力,所以压力图甲大,A错误;【来源:21·世纪·教育·网】
B.图甲中水对容器底部的压力大,压强小,由A知水对容器底部的压力大正确,液体压强由深度和密度决定,因为密度相同,深度乙大所以乙的压强大,甲的压强小正确,B正确;
C.容器对桌面的压力相等,压强相等,同一容器压力相等,甲放置时受力面积大小乙放置时受力面积,受力面积越大压强越小,压强甲小,C错误;
D.容器对桌面的压力相等,图甲压强大,由C分析知图甲压强小,D错误。
故答案为:B
2.如图所示玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜绷紧程度相同,将此装置置于水中,下列哪幅图能反应橡皮膜受到水的压强后的凹凸情况(? )
A.?????????????B.???????????C.???????????D.?
【答案】B
【解析】液体内部有压强,液体压强特点:液体向各个方向都会产生压强;压强大小只与深度和液体密度有关,同种液体深度越大压强越大,深度相同压强也相同;深度相同液体密度越大压强越大。如图所示玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜绷紧程度相同,将此装置置于水中两端的橡皮膜由于受到水的压强会产生凹陷,凹陷程度与在水中的位置,形状有关。【解答】如图竖放时,由于玻璃管内的气压小于外界水压两端橡皮膜都会发生凹陷,由于下表面橡皮膜受到的压强大于上表面橡皮膜受到的压强,所以下表面的凹陷程度更大,B选项正确,A错误;平放时玻璃管内的气压小于外界水压两端的橡皮膜也会发生凹陷,由于平放两端的深度相同所以凹陷程度应该相同,C、D均错误。
故选B
3.如图所示,利用下列器材所做的探究实验与对应描述不符的是( )
A.?探究压力作用效果与受力面积的关系?????????????B.?准确地测量液体压强的大小
C.?探究连通器的特点?????????????????????????????????????????????D.?证明大气压强的存在
【答案】B
【解析】结合图中的实验装置及实验过程,可判断其所探究的实验以及探究的结果即可.在本题中,涉及到了有关压强、液体压强、大气压强的几个基本实验,了解实验的器材与现象,是正确解答的关键.21教育网
【解答】解:A、利用图A中的装置,改变金属块与海绵间的受力面积,可探究压力作用效果与受力面积的关系,故A正确;
B、利用图中的压强计可探究液体压强的大小,但不能准确测量液体压强的大小,故B错误;
C、利用图中的装置可探究连通器的特点,即在连通器中,同种液体不流动时,液面保持相平,故C正确;
D、图中是覆杯实验的装置,利用这一实验可以证明大气压强的存在,故D正确.
故选B.
4.(2015?温州)如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A.???B.???C.???D.?
【答案】B
【解析】液体内部压强与液体的深度和液体的密度有关,所以据题目中浴缸的形状分析判断即可解决。
【解答】据图可知,浴缸的形状是上宽下窄,所以在向浴缸中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在浴缸中的增加的高度越来越小,所以容器底部所受的液体的压强的增加量也会越来越小,故B是正确的。
故答案为:B
5.(2015?丽水)压强计的结构如图所示,在“用压强计探究液体内部压强的特点”实验中,用大拇指轻压金属盒上的橡皮膜,可观察到压强计U形管左管液面比右管液面________。在探究同一液体、同一深度液体内部压强特点时,改变液体中金属盒橡皮膜朝向的具体操作是________?。
【答案】低;旋转旋钮改变金属盒的朝向
【解析】压强计就是测量液体内部压强的仪器;其中是用探头来感受压强的,探究同一深度的压强相等,需使金属盒在液体的同一深度,改变橡皮膜的方向,并观察U形管两边液面高度差的变化。2-1-c-n-j-y
【解答】用手指按橡皮膜,手指加在橡皮膜上的压强就由封闭在管内的气体根据帕斯卡定律来传递这个压强,而使左侧液面降低,右侧液面升高,U形管两侧液面出现高度差;
把金属盒停在液体的某一位置,旋转旋钮改变金属盒的朝向,发现U形管中液面高度差不变,因此可得出:同一深度向各个方向压强相等。
故答案为:低;旋转旋钮改变金属盒的朝向?
考点三:压强的计算与分析
1.如图所示,实心均匀正方体甲、乙分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。现从甲、乙正方体上部沿水平方向切去部分后,它们剩余部分的体积相等,则甲、乙对地面的压力变化量△F甲和△F乙的关系是( )
A.?△F甲一定大于△F乙????? ????B.?△F甲可能大于△F乙?????????
C.?△F甲一定小于△F乙??????? ??D.?△F甲可能小于△F乙
【答案】C
【解析】本题是典型的柱状固体的压强问题,要根据已知条件,灵活选用压强计算式p=、p=ρgh、ρ=(适用于实心柱体对支撑面的压强)进行分析解答。由于两个物体都是规则的实心正方体物体,可利用p=ρgh先判断出两个物体的密度的关系,对地面压力变化量就等于截去的部分的重力,根据F=ρVg和密度的关系即可得出对地面压力变化量关系。
【解答】(1)两个正方体的边长分别为h甲和h乙 ,
由可知:
当两物体对水平面的压强相同,则p甲=p乙 ,
即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙 , 已知实心均匀正方体甲、乙分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。
由于h甲<h乙 , 则ρ甲>ρ乙;
(2)已知,两物体对水平面的压强相同,则p甲=p乙 , S甲<S乙 ,
由p=可得,它们对地面的压力F甲<F乙 ,
(3)现从甲、乙正方体上部沿水平方向切去部分后,它们剩余部分的体积相等,即V剩甲=V剩乙,
则F剩甲=G剩甲=ρ甲V剩甲g,F剩乙=G剩乙=ρ乙V剩乙g,
因为ρ甲>ρ乙;
所以F剩甲>F剩乙。
△F甲=F甲-F剩甲 , △F乙=F乙-F剩乙 ,
因为F甲<F乙 ,
甲、乙对地面的压力变化量△F甲和△F乙的关系是△F甲一定小于△F乙。
故选C
2.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )21世纪教育网版权所有
A.?p甲>p乙???????????????B.?p甲<p乙??????????????C.?p甲=p乙??????????????D.?条件不足,无法判断
【答案】B
【解析】液体深度h、容器底面积S相同,所以液体体积:V甲>V乙 ,因为液体质量相等,由m=ρV可知ρ甲<ρ乙;由p=ρgh,h相同,所以容器底部受到的液体压强p甲<p乙.故选B?
【分析】根据容器形状判断甲、乙体积大小,根据质量相等判断出ρ甲<ρ乙,用压强公式p=ρgh可判断底部受到的压强大小。本题关键是要判断甲、乙容器中液体的密度大小。
3.如图所示,质量分布均匀,厚度相同且均匀的等腰梯形物体A放在水平地面上,若在其二分之一的高度处,沿着水平方向将其切成B、C两块梯形物体,然后将B,C两块梯形物体放在水平地面上,现在这两块物体对地面的压强分别为PB和PC,则(? )
A.?PB>PC?????????????????????B.?PB=PC??????????????????????C.?PB<PC??????????????????????D.?无法判断
【答案】A
【解析】【分析】利用压强公式P=F/S和数学推导分析解题。此题考查学生对于压强知识的理解与把握。
【解答】由于质量分布均匀,厚度相同且均匀等腰梯形物体A放在水平地面上,若在其二分之一的高度处,沿着水平方向将其切成B、C两块梯形物体,则B、C两物体密度是相等的;21*cnjy*com
设ABC的顶底截面积均为正方形,B的底面边长为LB , 顶面边长为L;C的顶面边长为O,则LB=2L;底面积SB=4SC。
体积 ; ;所以VB=7VC , 又因为密度均匀,因此重力GB=7GC则压强 ;
可知:pB>pC
故答案为:A
4.现如今滑雪成为市民的一项运动。我市文成月老山滑雪场自2014年元旦正式营业以来给市民带来了许多的方便。滑雪中包含了许多科学原理:当滑雪者在雪地上快速滑行时,在人和滑雪板压力的作用下,白雪中小孔内充满的空气会被逼出,形成一层气垫。但这层气垫只能维持一段很短的时间。已知每块滑雪板与地面的接触面是长为1.5m、宽为0.12m的长方形。
(1)滑雪板可以轻易在雪地上快速滑行,是由于________。
(2)如果滑雪速度太慢,滑雪板在雪地某点上经过的时间超过一秒,板就会陷入雪中。则滑雪者的速度至少为________m/s,板才不会陷入雪中。
(3)若滑雪者与滑雪板总重为720N,当其双脚站立在水平雪地上时,滑雪板对地面的压强为多少帕?
【答案】(1)滑雪板与雪地之间形成气垫,减小了滑雪板与雪地的摩擦
(2)1.5
(3)两个滑雪板的面积:S=1.5m×0.12m×2=0.36m2
滑雪板对雪地的压强:p= = =720N/0.36m2=2000Pa
【解析】本题主要考查了减小压强和减小摩擦的方法、速度及压强的计算,在计算压强时,要注意受力面积是两个滑雪板的面积,不要算成一个的,这是一个易错点。(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。 减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力、减小摩擦力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度、减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦;(2)滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去,滑雪板的长1.5m,根据可求出速度;(3) 滑雪板对水平雪地的压力等于滑雪者与滑雪板总重为720N,由滑雪板的长1.5m、宽0.12m,可求出滑雪板的面积,再根据P=F/S求出压强。
【解答】(1)滑雪板有很大的面积,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强; 滑雪板可以轻易在雪地上滑行,是因为滑雪板与雪地之间形成气垫,相当于采用了使接触面相分离的方法,减小了滑雪板与雪地的摩擦;
(2)因为滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去,所以滑雪者必须在1秒内至少通过1.5m,所以滑雪者的速度最小为:;
故答案为:(1)滑雪板与雪地之间形成气垫,减小了滑雪板与雪地的摩擦;(2)1.5;(3)2000Pa。
5.?如图所示,水平桌面的正中央放着三个底面积均为500cm2的薄壁容器,容器内装有适当的水,在圆柱形的乙容器中放入一个密度为0.6×103kg/m3 . 体积为1dm3的木块漂浮在水面,现用力F将木块刚好压没于水中静止,水未溢出.求:
(1)静止时所施加的压力F的大小;
(2)乙容器中木块被压没后和没有放入木块时水对容器底部的压强增加了多少?
(3)若也将木块压没于甲、丙两容器中(木块未触底、水未溢出),静止时判断三容器中水对容器底部的压强增加量的大小关系.
【答案】(1)?解:
木块重力G木=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=6N.
由于木块完全浸没,则V排=V=1dm3=1×10﹣3m3 ,
F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
由于F浮=F+G,所以,对木块施加的压力为:F=F浮﹣G=10N﹣6N=4N;
(2)由于乙容器是柱状容器,则木块被压没后和没有放入木块时水对容器底部的增加的压力即为木块浸没时所受浮力,即△F乙=F浮=10N,
所以水对容器底面增加的压强为△p乙===200Pa;
(3)若也将木块压没于甲、丙两容器中(木块未触底、水未溢出),由于甲、丙的形状不同,则木块静止时三容器中水对容器底部增加的压力与木块浸没时所受浮力之间的关系为:△F甲<F浮 , F浮<△F丙 ,
由于三个薄壁容器底面积均为500cm2,所以根据p=F/S可知:△p甲<△p乙<△p丙 .
【解析】(1)已知木块体积(排开水的体积),利用阿基米德原理求所受浮力,利用G=mg=ρVg求出木块重力,由于木块受浮力等于压力与重力之和,据此求对木块的压力;
(2)由于乙容器是柱状容器,则木块被压没后和没有放入木块时水对容器底部的增加的压力即为木块浸没时所受浮力,利用p=F/S求水对容器底部增加的压强;
(3)由于容器的形状不同,甲丙容器中对容器底的增加的压力与乙容器底的增加的压力比较,根据三个底面积均为500cm2的薄壁容器,即可判断压强的变化大小.
考点四:物体沉浮条件的判别与应用
1.如图是世界上最大的全透型载客潜水器“寰岛蛟龙1”。潜水器从水面缓慢下潜至水面下一定深度处悬停,里面的人能从潜水器内往外观察海底世界。下列关于潜水器的说法正确的是(? )21·世纪*教育网
A.?潜水器靠改变受到的浮力来实现下潜的??????B.?下潜过程中,水对它的压强不变
C.?悬停时受到的重力和浮力是一对平衡力??????D.?下潜过程中受到的浮力一直在变大
【答案】C
【解析】此题考查惯性、平衡力的辨别、液体压强公式和阿基米德原理,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。(1)潜艇靠改变自身重力来来实现上浮或下沉的;(2)根据p=ρgh分析解答;(3)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;(4)根据F浮=ρ液gV排分析解答。
【解答】A、潜艇靠改变自身重力来来实现上浮或下沉的 . 故A错误;
B、潜水器在下潜过程中,海水的密度不变,但深度h不断增大,根据p=ρgh可知,水对它的压强变大.故B错误;
C、悬停时受到的重力和浮力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力,故C正确;
D、潜水器在下潜过程中,海水的密度不变,排开海水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变.故D错误。
故选C
2.下列四个情景中,受到的浮力增大的物体是(???? )
A.?从深水处走向海岸沙滩的游泳者???????????????????????B.?从长江驶入大海的轮船?
C.?海面下正在下沉的潜水艇??????????????????????????????????D.?在码头装载货物的轮船
【答案】D
【解析】由阿基米德的浮力公式可知浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,可以利用这个关系判断选项.【出处:21教育名师】
【解答】A.从深水处走向海岸沙滩的游泳者,从深水处走向海岸游泳者排开液体体积减小,故所受浮力是减小的,A错误;
B.从长江驶入大海的轮船,船在长江河水中,还是在大海海水中,都处于漂浮,因漂浮时浮力等于重力,因为轮船重力不变所以受到的浮力也不变,B错误;
C.海面下正在下沉的潜水艇,下沉的潜水艇排开的液体体积不变,所以受到的浮力也不变,C错误;
D.在码头装载货物的轮船,整个装货过程轮船都是漂浮的,浮力等于重力,由重货物的增加轮船的总重力增加,所以浮力是增大的,D正确.
故答案为:D
3.a、b两种物质的质量和体积关系如图,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,放手稳定后(?? )
A.?甲漂浮,甲受浮力大???????????????????????????????????????????B.?乙漂浮,乙受浮力大
C.?甲漂浮,乙受浮力大???????????????????????????????????????????D.?乙漂浮,甲受浮力大
【答案】D
【解析】(1)物质的质量和体积关系图能反映出质量随体积的变化关系。物质的质量和体积关系图线能得出物质的密度关系;(2)密度公式ρ=m/V可求出物质的密度;(3)根据物体的密度与水密度21cnjy.com
的关系可判断出物体的沉浮情况;(4)物体在液体中受到的浮力与排开液体的体积大小有关,与液体的密度有关。
【解答】取a线上的一点,当体积V=1.0cm3时,m=2.0g,由公式ρ=m/V=2.0g/1.0cm3=2g/cm3;取b线上的一点,当体积V=3.0cm3时,m=2.0g,由公式ρ=m/V=2.0g/3.0cm3≈0.67g/cm3。由物体的浮沉条件可知a物质密度大于水的密度,所以a制成的物体在水中下沉,b物质密度小于水的密度,所以b制成的物体在水中漂浮。因为a下沉,b漂浮所以a排开液体的体积大,a受到的浮力也大,综上可知,乙漂浮,甲受的浮力大,D选项正确。
故选D
4.(2016?舟山)人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁,把空气压进浮筒将浮筒里的水排出,沉船随着浮筒一起浮起,下列说法正确的是(? )
A.?沉船在河底时,受到的浮力等于其重力???????????????
B.?浮筒充满气后,受到的浮力大于其重力
C.?沉船在水下上浮时,受到的浮力逐渐变小???????????
D.?船和浮筒浮在水面时,受到的浮力大于其重力
【答案】B
【解析】【分析】解决此题要知道物体的沉浮条件:当浮力大于物体重力﹣﹣物体上浮; 当浮力等于物体重力﹣﹣物体悬浮可停在液体内部任意一位置;
当浮力小于物体重力﹣﹣物体下沉.
【解答】解:A、沉船在河底时,受到的浮力小于其重力,故A错误;
B、浮筒充满气后,浮筒绑在沉船两侧时使整体体积增大,根据F浮=ρ液gV排可知,总的浮力增大,排出浮筒中的水,浮筒的重力减小,当浮力大于重力时,沉船就会浮上来.故B正确;
C、沉船在水下上浮时,船排开水的体积不变,水的密度不变,根据F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变,故C错误;
D、船和浮筒浮在水面时,受到的浮力等于其重力,故D错误.
故选B.
5.质地均匀的小球漂浮于水面,如图所示。切掉小球露出水面的部分,小球剩余部分的密度________(选填“变大”“变小”或“不变”);若将小球剩余部分浸没于水中,松手后它将________(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
【答案】不变;上浮
【解析】密度的物质的属性,当温度改变时密度会发生变化,切割,磨损都不能使密度发生变化;先由切割前小球的浮沉情况判断出小球密度与液体密度的关系,由于切割小球密度不变,再由两者密度判断出小球在水中的浮沉状态。21教育名师原创作品
【解答】质地均匀的小球切割后的每一部分密度都与原来相同,所以小球剩余部分的密度不变;由于原来小球是漂浮的所以ρ球<ρ水 ,切割后小球的密度不变,仍有ρ球<ρ水 , 剩余部分小球仍将漂浮于水面,若将小球剩余部分浸没于水中,松手后它最终会漂浮于水面,所以剩余的小球将上浮。
故答案为:不变;上浮
6.甲、乙两位同学分别对“物体的浮沉条件”进行了探究。
(1)甲同学的探究方案
实验器材:弹簧测力计(量程0~5N,分度值0.2N)、天平(带砝码盒)、量筒及水、蜡块(9g 左右)。
探究问题:蜡块的上浮条件。实验过程:
①首先测量蜡块的重力:方案一是用弹簧测力计直接测出蜡块的重力;方案二是用天平测出蜡块的质量,再求出重力。
在方案一、二中,你支持方案________,理由是________。
②测量蜡块受到的浮力:量筒中放入适量的水,把蜡块放在水中,浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。
你认为上述操作存在的问题是________。
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力,可知物体上浮的条件。
(2)乙同学的探究方案
实验器材:装有水的大烧杯、蜡块、铁钉(见图)。
探究问题:蜡块的下沉条件。
实验过程:把蜡块浸没在水中,松手后,发现蜡块要上浮,直至漂浮在水面。为了使浸没在水中的蜡块会下沉,设计了两种实验方案。
方案一:将一根铁钉全部插入蜡块中,然后将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块沉入水底。
方案二:用同样的铁钉,但只将其部分插入蜡块中,将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块也沉入水底。
①从物体受力的角度看,在蜡块中插入铁钉是为了改变________的大小。
②能够得到的实验结论是________。
③虽然两种方案的实验结果基本一致,但老师认为方案一更科学。你认为老师这样评价的主要理由是________。(g取10N/kg)
【答案】(1)二;因为弹簧测力计的分度值大于蜡块的重力;蜡块没有浸没在水中
(2)重力;物体的重力大于浮力时,物体下沉;方案一是在改变物体重力的同时,控制了浮力不变这一条件
【解析】(1)根据弹簧测力计的分度值和蜡块大概的质量可以确定方案;研究蜡块上浮条件时,要测出蜡块浸没在水中时的浮力与重力进行比较;(2)插入铁钉后蜡块和铁钉看成了一个整体,体积不变,重力增加;研究下沉条件时,因素有体积和重力,在研究时重力时需要控制物体的体积不变。
【解答】(1)由于弹簧测力计的分度值为0.2N,而蜡块的质量只有9g左右,估计重力也就在0.09N左右,所以不可能用弹簧测力计测出蜡块重力,需要用天平测出质量在测出重力。所以支持方案二,理由是:因为弹簧测力计的分度值大于蜡块的重力。
在研究蜡块上浮条件时,要测出蜡块浸没在水中时的浮力与重力进行比较,所以上述操作中存在的问题是:蜡块没有浸没在水中。
(2)①从物体受力的角度看,在蜡块中插入铁钉是为了改变重力的大小。
②根据方案中得到的现象:蜡块沉入水底。能够得到的实验结论是:物体的重力大于浮力时,物体下沉。
③虽然两种方案的实验结果基本一致,但老师认为方案一更科学。在方案一改变了重力,物体的体积不变,方案二改变了重力体积也发生了变化。所以这样评价的主要理由是:方案一是在改变物体重力的同时,控制了浮力不变这一条件。
故答案为:(1)二;因为弹簧测力计的分度值大于蜡块的重力;蜡块没有浸没在水中;(2)重力;物体的重力大于浮力时,物体下沉;方案一是在改变物体重力的同时,控制了浮力不变这一条件。
7.一个底面积为10m2的圆柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积为20m3、密度为0.8×103kg/m3 的物体 A 放入其中,最终物体 A 漂浮于水面上。
(1)物体 A 所受到的浮力是多少?
(2)如图所示,若将画斜线部分截取下来并取出(其体积为浸入水中体积的一半),则取出的那部分物体的质量是多少?
【答案】(1)mA=ρAVA=0.8×103kg/m3×20m3=1.6×104kg,
∵物体 A 漂浮于水面上
∴物体 A 所受的浮力F 浮=GA=1.6×104kg×10N/kg=1.6×105N
(2)由 F浮=ρ水gV 排得:
V 排=
取出的那部分物体的体积
质量为
【解析】(1)根据浮沉条件,由容器在水中所处的状态可以确定浮力与重力的关系,可以求出物体A所受到的浮力。先计算出物体的质量,再求出重力。
(2)根据浮力计算出浸在水中的体积,再计算出截取部分的质量。
考点五:流体压强与流速的定性关系和应用
1.非洲草原犬鼠是一种哺乳动物,有很强的环境适应能力.下图是其洞穴的横截面示意图:洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆.这种离地面很深、洞口形状各异看似简单的 洞穴却有很强的空气流动能力,成为一个天然的“空调器”.请结合所学知识,回答下列问题:
(1)如图所示,洞穴中空气流动的方向是________(填“从A洞口流入”或“从B洞口流入”);
(2)当洞穴周围处于________状态时,此“空调器”会失去效能;
(3)下列行为或做法与犬鼠洞穴“空调器”运用科学原理相同的有 ??????(填字母序号);
A.?并列行驶的军舰“不能靠得太近”
B.?列车进站时,旅客必须站在安全线外
C.?盒装牛奶喝完后,再用力吸一下,纸盒变扁了.
【答案】(1)从B洞口流入
(2)无风
(3)A,B
【解析】伯努利原理的内容:流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;液体和气体都称为流体,生活中常见的流体有空气和水;根据流体压强和流速的关系解答.
【解答】解:(1)由图可知,A洞口平,B洞口凸,有风经过时,相同时间内,经过B时速度小,压强大;经过A时速度大,压强小,洞中出现压强差,使空气顺利进入洞穴.故风是从B洞口流入.(2)当洞穴周围处于无风状态时,此“空调器”会失去效能;(3)犬鼠洞穴“空调器”运用科学原理是伯努利原理,分析可知,并列行驶的军舰“不能靠得太近”、列车进站时,旅客必须站在安全线外运用的科学原理都是伯努利原理,盒装牛奶喝完后,再用力吸一下,纸盒变扁了运用的是大气压.故应选AB.故答案为:(1)从B洞口流入;(2)无风;(3)AB.
2.下列实验中,不能说明“流速的大小对流体的压强有影响”的是(??? )
A.?如图①:吹气时纸条向上飘????????????????????????????????B.?如图②:用吸管从瓶中吸饮料
C.?如图③:吹气时纸片向下凹????????????????????????????????D.?如图④:吹气时A管中水面向上升
【答案】B
【解析】流速的大小对流体的压强有影响,流体的流速越大压强越小,流体的流速越小压强越大。
【解答】A、在纸条上方吹气时,现象纸条向上飘,说明了上方流速大压强小下方流速小压强大,所以纸条向上飘,能说明“流速的大小对流体的压强有影响”,A错误;
B、用吸管从瓶中吸饮料时,管内气压减小大气压将饮料压入嘴中,不能说明“流速的大小对流体的压强有影响”,B正确;
C、在纸下方吹气时,现象纸片向下凹,说明了纸下方气流速度大压强小,上方气流速度小压强大,纸被向下压,能说明“流速的大小对流体的压强有影响”,C错误;
D、在管口上方吹气,现象A管中水面向上升,说明了管口流速大压强小,大气压将液体向上压,能说明“流速的大小对流体的压强有影响”,D错误。
故选B
3.2017年5月5日,我国自主研发的C919商用大飞机在上海浦东机场成功首飞.客机中的部分钛合金零件采用了激光3D打印技术.关于客机的下列说法不正确的是(?? )
A.?客机采用密度小的材料,可以减轻它的重力
B.?客机在空中沿直线匀速飞行,是受平衡力作用
C.?客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理
D.?客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更大
【答案】D
【解析】1)制造客机时,要尽可能地减轻其质量、重力,可以利用公式m=ρV和G=mg分析;(2)静止或匀速直线运动状态称为平衡状态,物体保持平衡状态时,一定受到平衡力的作用;(3)流体流速越大的位置,压强越小;(4)大气压随着高度的增加而减小.
【解答】解:A、由公式m=ρV和G=mg知,在体积一定的情况下,要减轻重力,只能选择密度较小的材料,故A正确;
B、在空中匀速直线飞行的飞机处于平衡状态,故受到的力是平衡力,故B正确.
C、客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理,故C正确;
D、客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强小,故D错误.
故选D.
4.许多汽车顶部有一弧形天窗,打开时能够有效地使车内外空气流通。当汽车行驶时按图示方式打开天窗,下面有关换气原理的描述正确的是(? )
A.?车外气体流速大于车内,外部空气被压入??????????
B.?车外气体流速大于车内,内部空气被压出
C.?车外气体流速小于车内,外部空气被压入??????????
D.?车外气体流速小于车内,内部空气被压出
【答案】B
【解析】流体压强与流速的关系:流速越大的地方压强越小,流速越小的地方的压强越大。
【解答】快速行驶的汽车,车窗打开时,车外气体流速大于车内,内部空气被压出。
故答案为:B
5.夏天,小明的妈妈为了躲避热辣的阳光,自行车的前把上安装了遮阳伞,可自从安装了这把伞后,妈妈骑车时总感觉车把象被人向上提起,这是为什么呢?为探究这个问题,小明制作了一个模型,并把它穿在一根铁丝上,在铁丝的上下各挂一只弹簧测力计,如图所示,然后用电吹风对着模型吹气,结果发现:上面的测力计示数变小,下面的测力计示数变大。
(1)经过发现,模型上方的大气压强________下方的大气压强。
(2)小明根据自己的实验给妈妈解释了为什么骑车时感觉车把被向上提起,小明的解释是________。
【答案】(1)小于
(2)骑车时,伞上部的空气流速快,压强小;下部的空气流动慢,压强大,因此伞受到一个向上的升力
【解析】流体的压强与流速有关,流速越大压强越小,流速越小压强越大。
【解答】(1)根据流体的压强与流速的关系可知,图示模型上方气体流速大压强小,下方气体流速小压强大,所以模型上方的大气压强小于下方的大气压强;
(2)小明的解释是:骑车时,伞上部的空气流速快,压强小;下部的空气流动慢,压强大,因此伞受到一个向上的升力。
故答案为:(1)小于;(2)骑车时,伞上部的空气流速快,压强小;下部的空气流动慢,压强大,因此伞受到一个向上的升力