第23讲 压力、压强和浮力

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名称 第23讲 压力、压强和浮力
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2010-03-19 15:12:00

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第23讲 压力、压强和浮力
要点自主回扣
1.物体单位面积上受到的压力叫做压强。压强是描述压力作用效果的物理量。压强的计算公式为P= F/S。压力的单位是牛,压强的单位是帕。l00帕表示的意思是1平方米的面积上受到的压力为100牛。当压力一定时,受力面积越小,压强就越大;当受力面积一定时,压力越大,压强就越大。所以增大压强的方法有增大压力、减小受力面积。
2.液体由于受到重力的作用,对支撑它的物体也有压力和压强。液体不仅对容器底部和侧壁有压强,而且在液体的内部也有压强,液体内部压强可用压强计来测量。液体的压强随着深度的增加而增大。同一深度,液体向各个方向的压强都相等。液体的压强还跟液体的密度有关。
3.流体压强与流速有关:流速越大压强越小;流速越小压强越大。
4.浸在液体中的物体,会受到液体对它向上的托力,这个力叫做浮力。浮力的方向总是竖直向上。阿基米德原理的内容为:浸入液体里的物体受到向上浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力的大小。其公式为F浮=G排液=ρ液gV排。物体受到的浮力大小取决于液体的密度和排开的液体的体积。
典型例题精析
【例l】(2009·河北中考)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
【精析】选A。中考中注重考生对数学的应用能力,其一就体现在对图像的处理上,由
液体内部压强特点能得出①是正确的;浸没在液体中的物体所受浮力与其浸没深度无关,故③正确。
【变式训练】如图所示将一铁块用弹簧测力计悬挂起来,并逐渐浸入水中,下列能正确
表示弹簧测力计读数与浸入深度关系的是 ( )
【例2】(2009·苏州中考)一只苹果的质量为l40g、体积为l.8×10-4m3,用手将其浸没在
水中时,苹果受到的浮力为 N(g取10 N/kg),松手后苹果将 (选填
“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。
【精析】判断物体所受浮力的大小,首先要确定物体在液体中的状况。由于物体浸没在
水中,V排=V物=l.8×10-4m3。根据F浮=p液gV排,算出浮力大小。再根据G=mg算出物体的重力,判断物体的重力和浮力的大小关系,确定浮沉。
答案:1.8上浮
【变式训练】(2009·威海中考)小明同学把一个体积为l25 cm3的苹果放入水中,苹果
在水里处于悬浮状态,则苹果所受的浮力为 N,小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小块,如图所示,再将小块放入水中,发现小块沉入水底,据这些现象可以推断:若将大块浸没入水中,松手后大块将会 (g=10N/kg,水的密度为l×103 kg/m3)。
重点难点指引
1.在复习时要注意压力和重力的区别,压力的方向与受力物体支撑面相垂直,不一定竖直向下;压力的大小不一定等于重力,所以压力和重力是两个完全不同的力。
2.物体在单位面积上受到的压力叫做压强,是描述压力作用效果的物理量。在利用压强公式进行计算时要注意受力面积的确定;在综合性问题中,有时会出现多个压力、受力面积或压强,必须注意它们之间的对应关系,即压力、受力面积及压强是对同一个研究对象而言,切不可张冠李戴,盲目套用公式。
3.容器对桌面的压强是固体的压强,大小取决于压力和受力面积;容器中的液体对容器底的压强是液体的压强,大小取决于液体的密度ρ和液体的深度h;这两个压强值不一定相等,没有一定的数量关系。因此在讨论液体对容器底的压力、压强问题时,一般先比较液体对容器底的压强大小,然后利用F=pS比较液体对容器底的压力大小。而讨论对固体的压力、-压强问题时,应先进行受力分析找出压力和受力面积,再利用压强公式比较压强的大小。
4.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,可知物体受到的浮力大小取决于液体的密度和排开液体的体积两个因素,而与物体或容器的形状、大小、物体的密度、物体在液体中的状态(上浮、下沉、悬浮等)都无关。
专题综合检测
一、选择题(本题有10小题,每小题4分,共40分)
1. 如图所示的事例中,属于减小压强的是 ( )
2. 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
3. 在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,
不易拔出来,其中主要原因是 ( )
A. 软木塞受潮膨胀
B. 瓶口因温度降低而收缩变小
C. 白天气温高,大气压强变大
D.瓶内气体因温度降低而压强减小
4. 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. PAC.PA=PB D.无法判断
5. 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,小块漂在水面上
B. 大块、小块都沉入杯底
C.大块、小块都漂在水面上
D.大块、小块都悬浮在水中
6. “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
7. 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
8. 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
9. 先在溢水杯中装满水(水面与溢水口齐平),然后放人一块重2牛的木块,溢出的水全部
用小烧杯接住(如图所示),则 ( )
A. 溢水杯底部受到水的压强增大,小烧杯中水的重力大于2牛
B.溢水杯底部受到水的压强减小,小烧杯中水的重力小于2牛
C. 溢水杯底部受到水的压强不变,小烧杯中水的重力等于2牛
D.溢水杯底部受到水的压强增大,小烧杯中水的重力小于2牛
10. 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5 N的球。如果把球
取出,则水对容器底部压力的减少值 ( )
A. 大于5 N
B. 等于5 N
C. 小于5 N
D.与球的体积大小有关
二、非选择题(本题有10小题,共60分)
11.(4分)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。
12.(4分)小明坐在行驶的汽车上,开了车窗,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 车外的气压造成的(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
13.(2分)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:在底部垫了两块橡胶,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: 。
14.(4分)将一恰能在水中悬浮的实心小物块投入装满水的烧 杯,则烧杯底部受到水的压
强将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。用与物块相同的材料制成一个
L0dm3的实心物体,则物体质量为 kg。
15.(4分)刘星将一块重2 N的橡皮泥放入水中后橡皮泥立即沉入水底;他取出橡皮泥将其
捏成船状再放入水中,“泥船”却漂浮在水面上,他是利用了 的
方法来增大浮力的,此时“泥船”所受的浮力为 。
16.(6分)为测量大气压强的数值,王欣同学进行了如下实验,将塑料挂钩吸盘按压在光滑
水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积为S;将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如图所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,测出此时塑料挂钩、小桶和细沙的总重力为G。
(1)吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的压力大小是 ,
所测大气压强的数值是 。
(2)该方法所测大气压强数值往往比实际值小一些,你认为产生这一误差的原因可能是
(一条即可): 。
17.(8分)翔翔在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有关,如图所示。请仔细观察图示
并回答下列问题:
(1)从A、B两图可知,鸡蛋在水中受到的浮力大小是 N。
(2)根据B、C两实验,他就得出鸡蛋受到的浮力大小与液体
的密度有关,你认为对吗 ,理由是

(3)在如图实验中,你还可以观察到什么现象 (写出一个)

18.(10分)下表是小明同学利用如图所示的实验装置探究液体压强规律时所测得的部分数
据.
实验次数 深度 h/cm 橡皮膜在水中的方向 U型管左右液面的高度差△h/cm
1 3 朝上 2.6
2 6 朝上 5.4
3 9 朝上 8.2
4 9 朝下 8.O
5 9 朝左 8.2
6 9 朝右 8.2
(1)实验所得的数据有一组是错误的,其实验序号为 。
(2)综合分析上述实验数据,可以归纳得出液体压强的规律:
① ,该结论是通过分析比较实验序号 的数据得出来
的。② ,该结论是通过分析比较实验序号 的
数据得出来的。
19.(9分)在学习了浮力的有关知识后,甲、乙两同学对“物体的上浮或下沉与哪些因素有
关”进行了探究。他们各自将一根新鲜萝卜浸没在水中,松手后,发现萝卜要上浮直至漂浮在水面上(如图甲所示).为了使漂浮的萝卜沉下去,两同学分别进行了实验。
甲:将一根铁钉全部插入萝卜中(如图乙所示),将萝卜浸没水中松手,发现萝卜沉入水
底。
乙:也用同样的铁钉,但只将其一半插入萝卜中(如图丙所示),将萝卜浸没水中松手,
发现萝卜也沉入水底。
请回答下列问题;
(1)从物体受力的角度看,他们在萝卜中插入铁钉是为了改变 的大小。
(2)结合两位同学的实验目的、过程及现象,可以得出的结论是 。
(3)虽然两同学的实验结果基本一致,但老师认为甲同学的方法更科学。你认为老师这
样评价的主要理由是 。
20.(9分)氢气曾被用于飞艇和载人气球。某实验小组同学设计了如图所示的装置模拟氢气
探测气球(装置中气球固定在矿泉水瓶上)。矿泉水瓶和气球的总质量为20g,气球中镁条的质量为4.8 g,瓶中盛有溶质质量分数为30%的硫酸溶液75.2 g,瓶底与桌面的接触面积为4cm2。(g取10 N/kg)
(1)反应前矿泉水瓶对桌面的压强为 帕;
(2)将镁条加入到硫酸溶液中,镁条完全反应,求生成氢气的质量;
(3)通过计算说明:该装置在空气中能否上浮 (假设反应后装置内
外压强相等,已知ρ空气=1.3g/L,ρ氢气=0.09g/L)
答案
典型例星鳖析
【例l】【变式训练】A
【例2】【变式训练】l.25 先上浮后漂浮(或上浮)
专题综合检测
1. D
2. A
3. D
4. 【解析】选A。液体的压强和液体的密度与深度有关。当杯子正放时(A图),杯子的底
面积小;当杯子倒放(B图)时,杯子底面积大,造成液面降低,而液体的密度不变,所以压强减小。
5. 【解析】选D。由图可知,实心物体处于悬浮状态,根据物体的悬浮条件可得ρ物=ρ液
。当物体被分成大小不同的两块时,每一块的密度与原来一样,所以大小两块都悬浮。
6. A
7. 【解析】选c。当从A管吸气,烧瓶内的气压减小,进入烧瓶的液体质量增加,所以烧
瓶总重增大。根据阿基米德原理,物体所受的浮力与ρ液和V排有关。由于烧瓶排开液体的体积和液体的密度都没有改变,所以浮力不变。烧瓶的浮沉原理和潜水艇一样。
8. D
9. C
10.【解析】选B。当球漂浮在水面时,F浮=G物=5 N。根据力的作用是相互的,球对水的
压力也等于5 N。尽管容器是斜柱状,但容器的上下粗细是一样的,所以底部增加的压力也等于5 N。
11.压强相撞
12.车外大于
13.(1)压柄做得宽大有利于减小压强
(2)钉书针(出针口)很尖细有利于增大压强
(3)底座做得宽大有利于减小压强
(4)订书机是以转轴为支点的杠杆(任选一个)
14.不变 lO
15.增大排开液体的体积 2 N
16.(1)G G/S
(2)吸盘内的空气没有完全挤出(或吸盘的气密性不好;实验过程中有外部空气进入吸
盘;吸盘脱离玻璃板前面积有所减小)
17.(1)0.5(2)不对实验中没有控制鸡蛋排开液体的体积相同
(3)浸没在水中的鸡蛋看起来比在空气中大(或鸡蛋浸入盐水中的部分看起来比空气中
的大)
18.(1)4 (2)①液体内部的压强随深度的增加而增大1、2、3 (或1、2、5或1、2、6)
②在同一深度,液体向各个方向的压强相等3、5、6
19.(1)重力
(2)在浮力一定的条件下,物体的上浮或下沉与物体的重力有关 (能体现“与重力有
关”的其他合理答案均可得分)
(3)甲同学将铁钉全部插入萝卜中,在改变重力时控制浮力保持不变
20.【解析】(1)G=mg=(0.02+0.004 8+0.075 2)kg×l0 N/kg=1 N
( http: / / www.21cnjy.com )
算出氢气质量为0.4g
( http: / / www.21cnjy.com )
因为F浮答案:(1)2.5×103(2)0.4g(3)该装置在空气中不能上浮
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