第十章 压强和浮力(本章综合)
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第十讲 压强与浮力
【知识脉络】
【本章图解】
1、什么是压力：
“高空王子”阿迪力表演时，脚踩钢丝绳，脚对钢丝绳有压力，用锤子钉钉子，钉子对墙有压力……，我们把垂直作用在物体表面的力叫做压力。压力的三要素是：大小视具体情况面定；方向总是垂直于并指向被压物体的表面；作用点在被压物体的表面。
思考：怎样用力的示意图平表示压力？
2、压力的作用效果：
你试过用手压住一支一端削尖的铅笔吗？用了同样大小的力，压力产生的作用效果相同吗？用的力越大，在笔尖那端的手指是否越觉得疼？试过用手压住一个吹足了气的气球吗？用了同样大小的力，压力产生的作用效果相同吗？当你用的力越大，用手指压的气球是否陷的越深？压力的作用效果能使物体发生形变，它跟压力的大小和受力面积有关。
思考：重力差不多的小明与小华走在沼泽地里，小明感到非常吃力，而小华却走的很轻松？你能选择下右图中所给的一些器材利用探究实验对小明和小华的不同感受进行合理的解释吗？
3、什么是压强：
坦克车轮要安装在宽宽的履带上，啄木鸟的嘴巴是尖尖的，滑雪运动员的脚要穿上长而宽的滑雪板上……，这些都是跟压强有关。物体在单位面积上受到的压力叫压强，它是用来表示压力作用效果的物理量；它的计算公式为p=F/S；单位是帕斯卡，简称帕，用符号Pa表示，1Pa=1N/m2。可分为：固体压强、液体压强和气体压强三类。
思考：在体验大气压存在的实验中，给易拉罐中的少量水进行加热。要使实验取得成功，从理论层面上讲，关键是什么？从操作层面上讲，关键是什么？
4、压强的影响因素有哪些：
固体压强跟压力和受力面积有关；液体压强跟液体的密度和在液体中的深度有关；气体压强跟高度、温度、流速等因素有关。
增大固体压强的方法有：增大压力或减小受力面积。
增大液体压强的方法有：增大液体的密度或增大在液体中所处的深度。
一般情况下，一定质量的气体，高度越高，气压越小；温度越高，气压越大；流速越大，气压越低。
思考：火车已日益成为人们出行的便利的交通工具，2007年4月18日，全国铁路正式实施第六次大提速，中国铁路开启了“追风时代”提速后，北京到上海的火车运行速度约为146km／h，全程所用时间约为l0h。你知道吗？火车的铁轨不是直接铺设在路基上，而是铺设在枕木上的。你能根据学过的知识合理的解释吗？
5、什么是浮力：
乒乓球浸在水中，松手后会上浮；人会浮在死海海面上；钢铁做的军舰也会浮在海面上；春天播种季节，农民常用盐水浸泡法选种，在浓度适宜的盐水中，饱满的种子沉在底部，干瘪、虫蛀的种子浮在液面上……，这些现象都是跟浮力有关。
（1）定义：浸在液体（或气体）中的物体受到的液体（或气体）向上的托力叫做浮力。
（2）浮力的施力物体是液体（或气体），浮力属于弹力。
（3）一切浸在液体（或气体）里的物体都受到竖直向上的浮力。
6、浮力的三要素和影响因素：
（1）大小：
①用“称重法”测浮力的大小。基本方法是：用弹簧测力计测量出物体的重力G，将物体浸入液体中读出弹簧测力计的示数F，则物体浸入该液体中受到的浮力就是：F浮＝G－F 。
②阿基米德原理：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体的重力，表达式：F浮＝G排＝ρ液g V排（阿基米德原理也适用于气体）。
③浮力产生的原因：液体对物体向上和向下的压力差就是液体对物体的浮力，表达式：F浮＝F′－F（不常用）。
（2）方向：总是竖直向上。
（3）作用点：作用在物体的重心。
（4）浮力大小的影响因素：跟液体的密度和排开液体的体积有关。
思考：在很久以前的宋代，永济县的城门口贴了一张醒目的官府“告示”，上面写着：黄河泛滥，城外浮桥冲毁．两岸拴桥的八大铁牛亦卷入水中．为重建浮桥，镇住洪水，有能将铁牛一一捞出者，赏银千两……。告示前围着一堆人仰头观看，议论纷纷．一条铁牛数千斤重，那时候又没有现代起重机，谁有这么大的力量，能把铁牛拖上来？更何况铁牛还沉没在水下！有人说：“除非等水退下了，叫几百个人去抬……”。“眼下洪水泛滥，没有铁牛镇住……怎么能等到河水干涸呢？”官府担忧，百姓也心急．一天忽然来了个穿着宽大法衣面目清瘦的和尚，他伸手揭下告示，从容地拿走．围观的人看着这位身体单薄的光头和尚，一片惊疑．打捞铁牛的那天，围观的人群黑压压一片．只见那个光头和尚，请了一些助手，撑着两只木船，果然把铁牛把一个个捞了出来．后来人们才知道，这位和尚就是著名的工程学家怀丙．你能知道怀丙是怎样把铁牛从水里捞出来的吗？
7、物体的浮沉条件
（1）当物体浸没在某种液体中：
重力大于浮力时物体下沉，即：当G物＞F浮时，下沉；
重力等于浮力时物体悬浮，即：当G物＝F浮时，悬浮；
重力小于浮力时物体上浮，即：当G物＜F浮时，上浮。
此外，当物体漂浮在某种液体表面时，G物＝F浮。
（2）物体浸没在某种液体中：
物体的密度大于液体的密度时物体下沉，即：当ρ物＞ρ液时，下沉；
物体的密度等于液体的密度时物体悬浮，即：当ρ物＝ρ液时，悬浮；
物体的密度小于液体的密度时物体上浮，即：当ρ物＜ρ液时，上浮。
此外，当物体漂浮在某种液体表面时，ρ物＜ρ液。
思考：日常生活中，我们常看到一些小朋友吹肥皂泡，一个个小肥皂泡从吸管中飞出，在阳光的照耀下，发出美丽的色彩．此时，小朋友们沉浸在欢乐和幸福之中，我们大人也常希望肥皂泡能飘浮于空中，形成一道美丽的风景．但我们常常是看到肥皂泡开始时上升，随后便下降，这是为什么呢
8、浮力的利用
（1）轮船：采用空心的办法增大可利用的浮力，从而使轮船能浮在水面上。轮船的大小是用它的排水量来表示的。排水量是指轮船满载时排开水的质量。
（2）潜水艇：潜水艇是通过改变自身重力的方法来实现上浮和下沉的。
（3）气球和飞艇：都是利用空气的浮力来工作的，充入密度小于空气密度的气体。气球和飞艇的升降，主要靠改变气囊体积从而改变自身所受的浮力来实现的。
思考： 0℃、1个标准大气压下，体积为4×10-3m3的氢气球，在地面附近受到空气的浮力约为多少牛？图中所示，氢气气球会上浮，而空气气球浮不起来，这为什么？
【方法点睛】
1、了解一些基本的物理方法，有如下几个方法：
（1）运用“归纳”的方法，即通过大量的生活事例的归纳，得到压力作用效果的影响因素；大气存在压强；流速大小对流体压强的影响；浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上的托力；通过实验总结得出阿基米德原理等。
（2）运用“比较”的方法，通过比较容器各个部位橡皮膜受到水的压力时出现的不同凹陷情况，初步感知液体内部压强的特点；初步感知物体在不同状态下都受到浮力等。
（3）运用“等效”的方法，通过对实验现象和数据分析比较得出浮力与被物体排开的液体的重力相等。
（4）运用“类比”的方法，可以用手托住挂在弹簧测力计下端的物体，看到测力计的示数变小，与物体浸没在水中时测力计的示数也变小进行类比，感知浮力的存在。
（5）运用“控制变量”的方法，探究压力的作用效果（即压强）与压力和受力面积的关系；研究液体的压强与液体的密度、深度、方向的关系；浮力的大小跟液体密度和排开液体的体积有关等。
（6）运用“割补法”的方法，测算鞋底的面积。
（7）运用“转化放大”的方法：用压强计左右两边液面的高度差来体现液体压强的大小。
2、压力与重力是两个性质完全不同的力。压力与重力的区别：
重力 压力
区别 定义 由于地球的吸引而使物体受到的力 垂直压在物体表面上的力
产生原因 由于地球的吸引 由于物体对物体的挤压
方向 总是竖直向下 垂直受压面，指向被压物体
作用点 物体的重心 在受压物体的表面
施力物体 地球 对受力物体产生挤压的物体
联 系 在通常情况下，静止在水平地面上的物体，物体对地面压力等于重力。
注意点 ①重力可以产生压力，但压力并不都是由重力产生的，很多情况下压力与重力无关,，它们的大小不一定相等；②方向不一定相同，压力的方向总是垂直于并指向被压物体的表面，而重力的方向总是竖直向下的；③压力与重力的作用点一定不同，压力的作用点在被压物体的表面，而重力的作用点一定在物体的重心。
3、认清液体对容器底的压强与容器形状的关系。
液体内部的压强与液体的密度和深度有关，与容器的形状是无关的。如图所示三个不同的容器（形状是不同的）中盛有同种液体，液面相同，则它们对容器底的压强就相等。
4、区分气体的压强和大气压强
①由于气体分子间的相互作用以及气体重力作用，气体也会产生压强。一定质量的气体的压强与气体的体积、温度有关，体积越小、温度越高，气体的压强就越大。
②大气压强也是气体的压强，是地球上大气层产生的压强，是由于大气层受地球引力而产生的，它随高度的增加而变得稀薄，并不均匀，所以大气压强是随高度变化的。
5、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)
④说明：
⑴实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小。
⑵本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10.3 m
⑶将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。
6、浮力的计算方法：
（1）阿基米德原理：F浮=G排=ρ液gV排 (也适用于气体。)
（2）平衡法算浮力
浸在液体中的物体，处于漂浮、悬浮、受到绳向上（或向下）的拉力静止、沉在底部静止、匀速直线运动状态等，都称为液体中的物体处于平衡状态。一般情况下，液体中物体受力的平衡规律是：竖直向上的所有力相加等于竖直向下的所有力相加（即：F上合= F下合）。依据受力关系列出平衡等式方程，代入已知的数据即可解出此类题。几种常见的情况如下：
①漂浮或悬浮的情况：物体只受重力与浮力，由二力平衡条件得：F浮=G物。
②悬吊的情况：物体用绳吊着浸没在液体中．如图(a)，其受力分析如图(b)所示，物体受到浮力、拉力和重力作用．依据物体受力的平衡关系可得：F+F浮=G．
③压入的情况：把漂浮的物体压入液体中．如图(c)，其受力分析如图(d)所示，物体受到重力、压力和浮力力三个力作用，依据力的平衡关系可得：F浮= F+G．
（3）称重法测算浮力：F浮=G－F（即用弹簧测力计测量浮力：把物体挂在弹簧测力计上，记下弹簧测力计示数G，再把物体浸入液体中，记下弹簧测力计的示数F，则物体受到的浮力大小为：F浮=G—F。）
（4）压力差法：F浮=F向上-F向下（即浮力大小等于物体上下表面受到的压力差，此法不常用。）
【名题精讲】
例1关于压力，下列说法中正确的是： （ ）
A．压力的大小总是等于物体的重力
B．压力的方向总是垂直于物体的表面
C．压力的方向总是竖直向下的
D．压力的方向有时垂直于物体的表面，有时不垂直于物体的表面
【思路点拨】由压力的概念知“垂直压在物体表面上的力叫做压力”，可得答案B。它的大小与物体自身的重力大小不一定相等、方向与重力的方向不一定相同。
例2小王做了如图所示的三个实验，用来研究压力产生的作用效果。甲：将小方凳放入沙盘中；乙：在小方凳上放一重物；丙：将方凳翻过来放在沙盘中，并放上同一重物。
（1）比较甲、乙两种情况，说明________________________________；
（2）比较乙、丙两种情况，说明________________________________。
【思路点拨】在探究压力的作用效果时，要采用控制变量法。探究压力作用效果与压力关系时，就要保持受力面积不变，让压力改变；探究压力作用效果与受力面积关系时，就要保持压力不变，让受力面积改变。图中甲、乙两图为受力面积不变，乙图中的压力大于甲图中的压力，乙图比甲图陷得深，即压力的作用效果明显，由此可说明压力的作用效果与压力大小有关。图中乙、丙两图为压力相同，而乙图中的受力面积小于丙图中的受力面积，乙图比丙图陷得深，说明压力的作用效果与受力面积有关。解答：（1）受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；（2）压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
例3在圆筒的不同高处开三个小孔，当筒里灌满水时，各孔喷出水的情况如图所示，这表明液体压强( )
A．与深度有关
B．与密度有关
C．与液柱粗细有关
D．与容器形状有关
【思路点拨】不同高处的小孔，越低处的越深，喷出水流越强，就说明液体压强越大。答案：A。
例4．图是老师在演示液体内部压强情况的六幅图，除②图杯中装的浓盐水外，其余杯里装的都是水。请你仔细观察这六幅图后回答：
（1）比较①②两幅图，可以得出：液体内部压强大小跟液体的_______有关；
（2）比较⑤⑥两幅图，可以得出：液体内部压强大小还跟液体的_______有关；
（3）比较③④⑤三幅图，你还可以得出什么结论？ .
【思路点拨】本题是研究液体压强与液体密度和深度以及不同方向的关系，因而要采取控制变量法。①②中是控制液体深度相等，研究液体压强与液体密度的关系；⑤⑥同为水，研究液体压强与液体深度的关系；③④⑤液体密度和深度相同，但方向不同。解答：(1)密度(2)深度(3)同一深度,同种液体内部向各个方向压强相等.
例5．如图所示，是甲、乙两种液体内部的压强与深度关系的图象。设液体甲的密度为ρ甲、液体乙的密度为ρ乙，则ρ甲、ρ乙的关系是：（ ）
A．ρ甲=ρ乙
B．ρ甲<ρ乙
C．ρ甲>ρ乙
D．无法确定
【思路点拨】错误主要原因不善于运用控制变量法解决问题。如图虚线所示，应控制液体深度不变，从而不难看出P甲>P乙，再根据液体的压强与液体的密度、所处的深度的关系，在深度相同时，液体的密度越大，压强就越大，所以ρ甲>ρ乙，故A、B选项错误，正确答案选C。
例6有一个金鱼缸质量为0.4kg，放置在面积为1m2的水平桌面中央，其底面积为4×10-3m2，内盛0.6kg的水，水面高度为12cm。试求：
（1）由于水的重力而使水对金鱼缸底部产生的压力；
（2）金鱼缸对桌面的压强。（g取10N/kg）
【思路点拨】此题中液体对金鱼缸底部产生的压力不等于液体的重力，液体对金鱼缸底部压力应利用公式F＝pS计算，其中水对金鱼缸底部压强应利用p=ρgh计算；金鱼缸对桌面的压强应利用公式p＝F/S计算，其中F是金鱼缸对桌面的压力，等于金鱼缸和水的总重力。本题涉及液体压力、压强与固体压力、压强的综合计算，在计算液体压力时，由于此时的压力与液体的重力是不相等的，一般是先算压强后算压力的方法；在计算固体的压强时，一般是先算压力后算压强的方法。值得注意的是，在此题中液体的压力与固体的压力是不相等的，压强也是，计算的顺序恰相反。
解答：（1）水对金鱼缸底部产生的压强：
p=ρgh＝1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.12m＝1200Pa
水对金鱼缸底部产生的压力：
F＝pS＝1200Pa×4×10-3m2＝4.8N
（2）金鱼缸对桌面的压力：
F=G=mg=（0.4kg＋0.6 kg）×10N/kg＝10N
金鱼缸对桌面的压强：
p＝F/S＝10N/4×10-3m2＝2500 Pa
例7自来水笔吸墨水时，把笔上的弹簧片按下后松开，墨水就被吸进橡皮管内，原因是（ ）
A．弹簧片弹力作用的结果 B．橡皮管内有吸引力
C．手对橡皮管有压力 D．管外墨水面上的大气压大于管内的的气压
【思路点拨】此题是利用大气压工作的实例。在解释此类物理现象时，一定要分析不同区域气体压强的情况，当不同区域的气体压强不相同时，就会发生这些现象，因此不能简单地从现象本身作出判断。在这个现象中，当把自来水笔上的弹簧片按下后再松开时，造成了橡皮管内的气体压强和管外墨水面上的气体压强不同，在管内外气体压力的作用下，墨水被“吸进”了自来水管中。所以正确的答案是D。
例8小明所设计的“估测大气压的值”的实验方案如下：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用—个橡皮帽封住注射器的小孔；
②如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时，记下弹簧测力计的示数F；
③观察并记录注射器筒上所标明的容积V，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L；
(1)根据以上实验方案，用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式应为
p= 。
(2)按照上述实验方案测得的大气压强的值，往往会比大气压强的实际值偏小。你认为产生这种现象的主要原因是： 。
【思路点拨】本题考查用注射器等工具测量大所压的原理和简易方法，以及对实验误差的简单分析评价,类似的方法还有“吸盘法”等，都是经常考查的方法。依据公式p=F/S,利用注射器,用弹簧测力测量克服加在注射器上的大气压力F；受力面积S是利用体积V=SL间接测量出的,即知道体积V(注射器筒上所标明的容积V)，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L，则S=V/L，所以p=F/S=F/(V/L)=FL/V。这种实验方案测得的大气压强的值偏小的原因，是因为注射器中的残余空气(或漏气),使测量出的压力F偏小造成的。解答：(1)FL/V (2) 注射器中的残余空气(或漏气)。
例9．如图是北美草原犬鼠洞穴的橫截面示意图。它有两个出口，当风吹过隆起洞口A表面时，风速较大，吹过平坦洞口B时，风速较小，从而给洞中的犬鼠带去习习凉风。则下列有关洞内风向分析正确的是（ ）
A．风总是A口吹入，B口吹出
B．风总是B口吹入，A口吹出
C．风总是A、B口同时吹入
D．风有时从A口吹入，有时从B口吹入
【思路点拨】液体在通过凸起部（狭窄部）洞口时流速会加快，可以理解相同时间内通过的路（弯曲而变）长，速度变大。根据流速越大压强就越小，A处压强小于B处。空气就被从B处压到A处，形成流动的风。答案：B
例10下列说法不正确的是：（ ）
A．在水中上浮的木块一定受到浮力
B．在水中下沉的石块一定不受浮力
C．在水中上浮的木块和下沉的石块都受到浮力
D．在水中上浮的木块受到的浮力不一定比在水中下沉的石块受到的浮力大
【思路点拨】根据浮力的概念可知：一切浸在液体（或气体）里的物体都受到竖直向上的浮力。所以无论是在水中上浮的木块还是在水中下沉的石块都受到浮力，与物体在液体或气体中的运动状态是无关的。解答：B
例11下列说法中正确的是 （ ）
A．重的物体受的浮力小
B．密度较大的物体在水中受的浮力大
C．物体浸没在水中越深，受的浮力越大
D．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
【思路点拨】阿基米德原理的数学表达式为：F浮＝液gV排，公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关。 A选项：物体浸没在水中，无论深度如何，V排不变，水的密度不变，F浮不变．A选项不正确；B选项：物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系，B选项不正确；C选项：重力的大小对物体所受的浮力无影响．例如：大铁块比小铁块要重一些，但将两者浸没于水中，大铁块受的浮力反而大些，因为大铁块的V排大．C选项不正确；D选项：同体积的铁块和木块，浸没于水中，V排相同，水相同，F浮铁＝F浮木，铁块和木块受的浮力一样大，所以D选项正确。本题中，解题时应注意物体所受的浮力只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，而跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关。
例12把质量是270g的铝块挂在弹簧测力计的挂钩下面，并把铝块一半浸在水中，问（1）铝块受到的浮力多大？（2）弹簧测力计的示数是多大？（3）铝块受到的浮力多大？（铝的密度是2.7×103kg/m3）。
【思路点拨】本题中会有一般如下错解：1.体积单位用cm3代入F浮=G—F计算；2. 铝块一半浸在水中时，用铝块的体积当作V排计算。所以：（1）在F浮=G—F关系式中，力的单位是牛顿，为了使F浮＝液gV排计算的结果是“牛顿”，体积的单位必须是“m3”，不能代入“cm3”来计算。（2）由于学生搞不清V排与V物的关系，物体只有一部分浸入时V排是小于V物的，只有在物体浸没（或者说是全部浸入）液体时，才会有V排=V物。
答案：（1）V物 ===100cm3 V排= V物=50 cm3=5×10-5 m3
F浮＝液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-5 m3=0.5 N
(2) G= m g=0.27kg×10N/kg=2.7 N
F =G—F浮=2.7 N—0.5 N=2.2 N
（3）沉入水底时V排= V物=100 cm3=1×10-4 m3
F浮＝液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1 N
例12．用图象来描述物理过程或物理规律是很直观的。如图(a)所示，一正方体木块下面用一段细线与之相连，细线的另一端固定在容器底(容器高比细线与木块的边长之和大得多)先向容器中慢慢加水，如图(b)所示．若细线的拉力用F表示，容器中的水深用h表示，那么下图可以正确描述拉力F随深度h的变化关系的图象是( )
【思路点拨】由于木块密度小于水密度，向容器加水的过程中，木块就会随着水面而升高，直至细线被拉紧，这阶段细线中的拉力为零(F=0)．细线被拉紧后，向容器中加水时，木块浸在水中的体积随水面的升高而变大，由公式F浮=ρ液gV排可知，木块所受的浮力随之变大，细线中的拉力F拉=F浮一G木，也将随着水面的升高而变大，直到木块全部浸没在水中．在这之后的加水过程中，木块排水的体积不再发生变化，即浮力和线的拉力不再变化。此题的综合性较强，集二力平衡、受力分析和浮力等知识于一体；集静态图像观察与动态变化过程分析于一体，有一定的难度。解答：C。
例13如图所示，甲、乙两球用细线相连，放入水杯中刚好悬浮，细线受到两球的拉力。如果细线断后，下面判断正确的是（ ）
A．甲球下沉，乙球上浮
B．甲球上浮，乙球下沉
C．甲、乙两球都下沉
D．甲、乙两球都悬浮在水中
【思路点拨】本题错选A居多，也有错选C或D。错选A的原因是，不善于分析，简单的认为，乙球的体积大，受到的浮力也大，则它会上浮；甲球的体积小，受到的浮力也小，则它会下沉。正确分析是：细线断之前、后的瞬间，甲球受三个力（浮力、重力、绳子向下的拉力）而处于静止平衡，即有：F甲浮=G甲+ F拉 （1）；同理，乙球也受三个力（浮力、重力、绳子向上的拉力）而处于静止平衡，也有：F乙浮+ F，拉=G乙（2）。且F拉与F，拉的大小相等，由（1）式知，F甲浮>G甲，所以甲球上浮；由（2）式知，F乙浮例14关于浮力的应用，下列说法正确的是：（ ）
A．潜水艇在露出水面前的上浮过程中，所受浮力增大
B．同一艘轮船在海里航行时与在河里航行时所受浮力相等
C．气象探测气球里所充气体的密度大于空气的密度
D．飞艇里所充气体的密度等于空气的密度
【思路点拨】潜水艇在露出水面前的上浮过程中，浸没的液体的密度不变，排开水的体积也不变，则浮力大小不变，而是靠改变自身重力的方法来实现上浮和下沉的，所以选项A错误；如果气象探测里所充气体的密度大于或等于空气的密度，那么它受到的浮力小于或等于重力，气球不可能上升，所以选项C、D均错误；同一艘轮船在海里航行时与在河里航行时都是漂浮在液面上，浮力都等于各自的重力，所以所受浮力相等，从而选项B正确。
例14小明和小华利用如图17所示的实验器材，探究物体的浮沉条件，他们探究活动的过程如下：
(1)探究蜡块的上浮条件
①测量蜡块的重力．
小明设计的方案；用弹簧测力计测出蜡块的重力。
小华设计的方案：用天平测出蜡块的质量，求出重力．
你支持 (小明/小华)的方案，理由是
②测量蜡块受到的浮力．
小明在量筒中放入适量的水，把蜡块放入水中浮在水面时，测出蜡块排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力．你认为上述操作中存在的问题是
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)探究石块下沉的条件
①测量石块的重力．
用弹簧测力计测出石块的重力．
②测量石块受到的浮力，
小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力，
小华依据另一种原理，采用不同的方法也测出了石块受到的浮力，其方法是
。
③通过比较石块的重力和受到的浮力，可知物体下沉的条件．
【思路点拨】在选择测量工具进行测量时，应选择精确度高的测量工具，目的是为了减小实验的误差，所以选择分度值较小的天平，实验用天平的分度值一般是0.2g，换算成重力为2×10－3N，比弹簧测力计的分度值（0.2 N）小100倍，所以小华的方案较好；当蜡块浮在水面时，是漂浮状态，此时浮力等于重力，比全部浸没上浮时受到的浮力小，所以操作存在的问题是蜡块没有浸没在水中；此题中，不同测量工具的分度值是不同的，从而测量值精确度也不同，一般来说精确度从大到小的顺序是：天平→量筒→弹簧测力计。浮力的方法有两种：一是用量筒测出V排，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排算出浮力；二是用弹簧测力计根据F浮=G－F，即用弹簧测力计测量出物体在空气中的重力G，再把物体浸没液体中，记下弹簧测力计的示数F，算出物体受到的浮力F浮。解答：(1) ①小华 蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值无法直接精确测量 ②蜡块没有浸没在水中 (2)将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数，后算出浮力的大小。
例15如图所示，立方体木块置于水平桌面上，现沿着虚线切去中问圆柱状的部分木块，则剩下木块对水平桌面（ ）
A．压力变小，压强变小
B．压力变小，压强变大
C．压力变小，压强不变
D．压力、压强大小都不变
【思路点拨】此题对学生的综合分析能力和空间想象能力要求比较高。沿着虚线切去后压力减小了，同时受力面积也成倍地减小了，根据压强的计算公式可知，压强的大小没有改变。解答：C
例16如图所示，放在水平桌面上的容器A为圆柱形，容器B为圆锥形，两容器本身的质量和底面积都相同，装入深度相同的水后，再分别放入相同质量的木块，如图所示，下列说法中正确的是：（ ）
A．放入木块前，两容器对桌面的压力相等
B．放入木块前，由于A容器中的水多于B容器，所以A容器底部受到水的压力大于B容器
C．放入木块后，两容器底部所受水的压力相等
D．放入木块后，B′容器底受水的压力大于A′容器底所受水的压力
【思路点拨】容器对桌面的压力和压强可看成是固体产生的，可分别用下列两公式讨论：
水对容器产生的压力和压强是液体产生的，一般是先考虑压强，再计算压力。其计算公式为：P＇=ρ水gh ③ F＇=P＇S ④
A．放入木块前，两容器对桌面的压力相等是错的。因为虽两容器的重量相等，但GA水＞GB水由①可知，A容器比B容器对桌面的压力大。
B．放入木块前，由于A容器中水多于B容器，所以A容器底部受水的压力大于B容器的说法是错的。因为放入木块前，两容器盛水的高度相同，容器的底面积也相同，由③、④可知A、B两容器底部受水的压力相等。
C．放入木块后，两容器底部受水的压力相等的说法是错的。因为放入木块后，虽A＇、B＇两容器底面积不变，但B＇容器中水的高度比A＇高。由③、④可知，B＇容器底部所受的压力比A＇容器所受水的压力大。
D．放入木块后，B＇容器底受水的压力大于A＇容器底所受水的压力的说法是对的。故正确的答案应选D。
例17小杰家的压力锅盖上标有“××铝制品厂·24cm压力锅”的字样，他测得限压阀的质量是lOOg，排气孔的直径约为3mm。求：这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相当于标准大气压的多少倍 锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全
【思路点拨】压力锅的原理是利用“气压增大，沸点升高”的原理，此题中是利用气压差来解题的，内部气压等于外部气压与限压阀重力产生的压强之和。此类题是竞赛中常选之题型，它与生活联系密切，是符合物理课程标准要求，符合“从生活到物理，从物理到社会”的教育理念，以此我们要多关注生活和社会中的常用知识原理和热点问题。
解答：
锅内最大压强是大气压强的2.4倍。
锅盖的有效面积为：S＇=πD2/4
锅盖至少要能承受的压力等于锅内外的压力差：
例18如图所示，天平平衡后将天平制动，再把一实心物体A放入左盘盛满水的溢杯中（溢出的水将落在盘外的杯中），待物块在水中稳定后，再松开制动观察天平，若物块A的密度大于水的密度，则天平将会________，若物块A的密度小于水的密度，则天平将会___________。
【思路点拨】浮力与天平平衡相结合，主要是理清解题思路，把增加的重力与减少的重力比较。此题中，若物体的密度大于水的密度，则增加的重力大于减少的重力，天平将不平衡，左盘下降；若物体的密度小于或等于水的密度，则增加的重力等于减少的重力，天平仍将保持平衡。①将密度大于水的物体放入溢杯中时，物体排出水的重力（即左盘减少的重力）为：G排=ρ水gV排=ρ水gV物，而左盘增加的重力为：G物=ρ物gV物，因为V排＝V物，而ρ水＜ρ物，则增加的重力G物大于减小的重力G排，所以天平失去平衡，左盘下降。②当密度小于水的密度的物体放入溢杯中时，物体排开水的重力（左盘减少的重力）为：G排=G物，而增加的重力也是G物，所以天平仍保持平衡。解答：失去平衡，左盘下降；保持平衡。
【竞赛扩展】
1、熔点跟压强的关系：
你知道在冰上滑行时，一般不用手杖，它要靠运动员用冰刀蹬冰．要蹬冰，就只有用冰刀的刃去啃冰．刀刃必须很薄、很锋利．这样压强就大，就可以获得很大的阻力(摩擦力)．冰刀的钢铁与冰面是有一定的摩擦的，刻痕处压强大，冰在压强增大时熔点降低，也就是说刻痕处由于刀刃的重压，冰熔化了，相当于在冰刀前进的道路上抹了一层水的润滑剂，从而减小了摩擦阻力．可见，压强越大熔点越低。
2、浸在水中的物体一定受到浮力吗？
竖直打在池塘中的一根木桩，粗细均匀，露出水面部分的体积为2×103m3，涨水时木桩被淹没，木桩受到的浮力增大了多少？
错解：根据阿基米德原理可知：F浮=ρ液gV排=1.0×103 kg／m3×10 N／kg×2×103m3=2×107N，所以，涨水时木桩被淹没，木桩受到的浮力增大了2×107N。
分析：根据浮力产生的原因，是由于上下表面受到的压力差造成的，由于物体下表面的深度始终大于上表面处的深度，所以下表面受到液体的的压强始终大于上表面受到的压强，下表面受到液体的的压力也始终大于上表面受到的压力，上、下表面的压力差就是物体所受到的浮力。因为木桩下表面在池塘的淤泥中，不受向上的压力，也就不受浮力，涨水时木桩全部被水淹没后，仍然不受浮力的作用，所以浮力仍为0。
可见，浸在水中的物体不一定受到浮力。当船沉到海底，陷入淤泥中时，只受到海水对沉船向下的压力，不受浮力，所以要把它打捞起来是非常困难的。
【名校直达】
1、(08扬州市)图1所示的四个实例中．目的是为了减小压强的是（ ）
2、（08年河南省）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，如图6所示。这时两手指对地面的压强最接近于（ ）
A．3×102Pa B．3×104Pa C．3×106Pa D．3×108Pa
3、（08泰州市）如图3所示的压路机，关于它涉及到的物理知识，下列说法中错误的是( )
A．碾子由钢铁制成，利用了钢铁硬度大的特性
B．碾子质量很大，是为了增大对路面的压强
C．碾子很粗很宽，是为了减小对路面的压强
D．橡胶轮胎外表制有花纹，是为了增大与路面的摩擦
4、(08徐州市)图1是甲、乙两种液体内部压强与深度关系的图像。设液体甲的密度为ρ甲，液体乙的密度为ρ乙，则ρ甲和ρ乙的关系是（ ）
A．ρ甲<ρ乙 B．ρ甲>ρ乙 C．ρ甲=ρ乙 D．无法确定
5、(08盐城市)如图所示，在铝质易拉罐中放入少量的水，然后用酒精灯加热。待罐口出现白雾时，用橡皮泥堵住罐口，把酒精灯撤去，让易拉罐自然冷却。下列说法正确的是（ ）
A．罐口出现的白雾是熔化形成的
B．易拉罐被压瘪，是由于罐体冷却收缩形成的
C．易拉罐被压瘪，是由于大气压的作用
D．易拉罐被压瘪后，过一段时间又自动恢复原状
6、(08常州市)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.龙卷风内部的压强远小于外部的压强
B.龙卷风使物体受到的重力增大
C.龙卷风内部的压强远大于外部的压强
D.龙卷风使物体受到的重力减小
7、(08昆明市)如图3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，P
B．4F，P
C．1/4F，P
D．F，4p
8、(08年无锡市)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)
9、（08泰州市）如图9是水坝的截面图，水坝筑成下宽、上窄的形状，是考虑到水对坝体侧面有_______，并且随深度的增加而_______。
10、（08年湖北省襄樊市）质量相同的两个实心正方体A和B，如图3—甲所示，将它们放在水平地面上时，它们对地面产生的压强PA PB。当将它们放入水中后分别静止在如图3—乙所示的位置，则它们受到水的浮力FA FB（填“大于”“等于”或“小于”）。
11、（08南京市）如图20所示，把一张半卷着的硬纸片摆放在桌子上如果使劲吹一下它的下面，可以发现硬纸片不会翻转过去．这是因为流体的压强与流体流动的 有关，吹出的气使硬纸片下面空气的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)．
12、(08年无锡市)小明在暑假跟爸爸去拉萨游玩，进入高原后，小明出现了高原反应。这是由于该地区海拔较 (选填“高”或“低”)，大气压 (选填“较大”或“较小”)的缘故。
13、（08浙江省金华）某兴趣小组开展科学探究活动。
【提出问题】液体产生的压强跟深度有什么关系
【设计实验】探究液体产生的压强跟深度的关系，用如图所示装置，在弹簧测力计下挂一圆柱体，容器中盛有某种液体。
【获取证据】测得圆柱体的横截面积为l×l0-4m3，柱体的重为0．6N。当圆柱体缓慢地浸人液体中时(圆柱体始终竖直且没有被浸没)，记下圆柱体下表面所处的深度h、弹簧测力计相应的示数F，求得相应的圆柱体在下表面处产生对液体的压强p（体在圆柱体下表面处产生的压强也为p)，所得数据如下表：
实验序号 1 2 3 4 5
h/m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
F/N 0.48 0.36 0.24 0.12 0
P/Pa 1.2×103 2.4×103 3.6×103 4.8×103
【得出结论】根据以上数据可得出液体产生的压强跟深度的定量关系是 。
【讨论与交流】（1）根据第5次实验所得数据，求得圆柱体在下表面处对液体产生的压强是
Pa。
（2）当弹簧测力计的示数为0.3N时，圆柱体受到的浮力为 N。
14、(08苏州市) 19．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”)．若用与物块相同材料制成一个l0dm3的实心物体，则物体质量为 kg．
15、（08浙江丽水）右图为北京奥运场馆——国家游泳中心“水立方”的外观图。
“水立方”的外层是只有2.4㎜厚的膜结构气枕，像一层皮肤一样包住了整个建筑，是目前世界上唯一一个完全用膜结构进行全封闭的大型公共建筑。
(1) “水立方”的膜结构气枕上布满了肉眼看不见的镀点，这些镀点布成的点阵，能把部分光线挡在场馆之外，这是因为光射到镀点上时，一部分光发生了 现象；
(2)该膜每平方米质量为0.24㎏，则它的密度是 ㎏/m3；
(3)“水立方”膜具有较好的延展性、抗压性，充气后，每块膜能承受一辆汽车的重力。若一辆质量为1440kg的轿车停在膜上，每个轮子与膜的接触面积为150cm2，则该膜受到的压强为 Pa。
16、（08年芜湖市）21．图9甲是化学实验室里常用的水流抽气机，乙是其工作原理示意图。使用时让自来水流入具有内置喷门的T型管中，即可达到抽气的目的。请说明它的工作原理.
17、（08年广东省江门市）我们生活的空间存在着大气压，只是我们平时没有在意它的存在．现提供下列器材：A．塑料吸盘两个 B．玻璃片一块 C．玻璃杯一个 D．带吸管的纸盒饮料一盒E．水．请你选择所需器材，设计一个小实验来证明大气压的存在。
(1)写出你所选用的器材，并简述你的实验方法及观察到的现象。
(2)请举出一个在生活中应用大气压的例子：
18、（08镇江市）在探究“物体的上浮或下沉与哪些因素有关 ”的活动中，同学们将新鲜萝卜浸没在水中松 手后，萝卜都上浮直至漂浮在水面上，如图所示．为了使漂浮的萝卜沉下去，小明将一根铁 钉全部插入萝卜中，小华也用同样的铁钉，但只将其一半插入到萝卜中，再次将萝卜浸没水中松手，结果两只萝卜均沉入水底．从物体受力的角度来看，他们在萝卜中插入铁钉是为了改变 力的大小，从而使浮力 (大于／等于／小于)重力；从他们探究的方法来看， (小明／小华)的方法更合理，理由是 。
19、(08年无锡市)金属箔是由密度大于水的材料制成的。小红取一片金属箔做成中空的筒，放在盛有水的烧杯中，发现它漂浮在水面上，然后她再将此金属箔揉成团放入水中，金属箔沉入水底。比较前后两种情况，下列说法正确的是 ( )
A．金属箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
B．金属箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
C．金属箔沉底时受到的浮力等于它的重力
D．金属箔沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等
20、（08泰州市）利用图16的器材（水任意取），探究“物体漂浮在液面时，所受浮力与自身重力的大小关系”，即物体漂浮的条件．
（1）使用测量仪器前，应观察它的量程和分度值．图16所示弹簧测力计的分度值是_______N．量筒的分度值是_______mL
（2）现围绕主要实验步骤，回答有关问题：
①向量筒中注入适量的水
②在质量约为几克的小塑料瓶中放入适量的螺丝钉，使它能浮在水面上
问题：小塑料瓶本身就能浮在水面，而实验时为什么还要放入适量的螺丝钉呢？请说明“放入适量螺丝钉”的好处_______
③测出放有螺丝钉的小塑料瓶的重力G
④读出量筒中水的体积V1；将小塑料瓶放到量筒中，稳定时读出水面对应的刻度V2；则小塑料瓶所受浮力的表达式是：_______________
⑤比较小塑料瓶所受_______的大小关系，可以初步得出结论
21、（08南京市）今年5月12 日的汶川大地震，牵动了亿万中国人的心．在震后的救灾工作中，科学的搜救方法非常重要．有一种被称为“气垫”的工具发挥了很大的作用，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5 cm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 (取1个大气压为l×l05Pa)
22、(08常州市)为增加学生的国防知识，阳湖中学九(2)班同学到东海舰队参观某型号潜水艇．潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造，最大下潜深度可达350m.潜水艇的总体积为1. 5×103m3，艇内两侧有水舱，潜水艇截面如图所示．通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重，从而使其下沉或上浮．（海水密度为1. 03 ×103 kg/m3, g取10N/kg)
(1)水舱未充海水时，潜水艇总重量为9.27 ×106 N,此时，漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是多少？
(2)为使潜水艇完全潜人海水中，至少应向水舱充人海水的重量是多少？
(3)潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造的原因是什么？
答案：
1、A 2、C 3、C 4、B 5、C 6、A 7、B 8、140 2×104 9、压强 增大 10、小于 等于 11、速度 变小 12、高 较小 13、P＝12000h 6×103 0.3 14、不变 10 15、(1) 反射 (2)0.1×102或100 (3)2.4×105或2.352×105 16、自来水从抽气机的上管口流进，从下管口流出时，流速大增加，附近压强降低，这时抽气机侧管所接中的被抽气体压强大于容器外压强，故容器内气体流出，从而达到抽气的目的。 17、22．(1)A．塑料吸盘两个E．水．将两个吸盘沾一下水，将它们正对并挤压在一起，然后用力将它们拉开，结果，用很大的力也很难把它们拉开。因为经过挤压，吸盘里的气体被挤出，几乎真空，没有气压。这说明它们是被大气压压在一起的。(2)医生用针筒抽药水。18、重 小于 小明 小明将一根铁钉全部插入萝卜中，在改变重力时浮力几乎不变（控制变量） 19、B 20、（1）0.2 2 （2）②使塑料瓶重些，能用弹簧测力计较准确地测出它的重力；使塑料瓶有较大体积浸在水中，减小实验误差 ④F浮＝水g（V2－V1） ⑤浮力与重力 21、(1) 增大摩擦 (2) l05N 22、（1）900m3 （2）6.18×106N （3）液体内部的压强随深度的增加而增大
上浮
下沉
悬浮
漂浮
影响压力作用效果的因素
受力面积的大小
浮沉条件
压力的大小
作用点
排开液体的体积
液体的密度
大小
方向
影响因素
作用点
气体压强与流速的关系→应用
大气压的测量
大气压的存在→应用
大气压强
定义→三要素
液体压强→影响因素→应用
测量
分
类
固体压强
压 强
压力
增大和减小压强的方法→应用
压强→定义、单位及计算公式
（d）
大小
方向
（c）
气球与飞艇
应用
轮船
潜水艇
（b）
定义→三要素
浮力
浮力
（a）
P甲
P乙
h/m
P/Pa
甲
乙
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【知识脉络】
【本章图解】
1、什么是压力：
“高空王子”阿迪力表演时，脚踩钢丝绳，脚对钢丝绳有压力，用锤子钉钉子，钉子对墙有压力……，我们把垂直作用在物体表面的力叫做压力。压力的三要素是：大小视具体情况面定；方向总是垂直于并指向被压物体的表面；作用点在被压物体的表面。
思考：怎样用力的示意图平表示压力？
2、压力的作用效果：
你试过用手压住一支一端削尖的铅笔吗？用了同样大小的力，压力产生的作用效果相同吗？用的力越大，在笔尖那端的手指是否越觉得疼？试过用手压住一个吹足了气的气球吗？用了同样大小的力，压力产生的作用效果相同吗？当你用的力越大，用手指压的气球是否陷的越深？压力的作用效果能使物体发生形变，它跟压力的大小和受力面积有关。
思考：重力差不多的小明与小华走在沼泽地里，小明感到非常吃力，而小华却走的很轻松？你能选择下右图中所给的一些器材利用探究实验对小明和小华的不同感受进行合理的解释吗？
3、什么是压强：
坦克车轮要安装在宽宽的履带上，啄木鸟的嘴巴是尖尖的，滑雪运动员的脚要穿上长而宽的滑雪板上……，这些都是跟压强有关。物体在单位面积上受到的压力叫压强，它是用来表示压力作用效果的物理量；它的计算公式为p=F/S；单位是帕斯卡，简称帕，用符号Pa表示，1Pa=1N/m2。可分为：固体压强、液体压强和气体压强三类。
思考：在体验大气压存在的实验中，给易拉罐中的少量水进行加热。要使实验取得成功，从理论层面上讲，关键是什么？从操作层面上讲，关键是什么？
4、压强的影响因素有哪些：
固体压强跟压力和受力面积有关；液体压强跟液体的密度和在液体中的深度有关；气体压强跟高度、温度、流速等因素有关。
增大固体压强的方法有：增大压力或减小受力面积。
增大液体压强的方法有：增大液体的密度或增大在液体中所处的深度。
一般情况下，一定质量的气体，高度越高，气压越小；温度越高，气压越大；流速越大，气压越低。
思考：火车已日益成为人们出行的便利的交通工具，2007年4月18日，全国铁路正式实施第六次大提速，中国铁路开启了“追风时代”提速后，北京到上海的火车运行速度约为146km／h，全程所用时间约为l0h。你知道吗？火车的铁轨不是直接铺设在路基上，而是铺设在枕木上的。你能根据学过的知识合理的解释吗？
5、什么是浮力：
乒乓球浸在水中，松手后会上浮；人会浮在死海海面上；钢铁做的军舰也会浮在海面上；春天播种季节，农民常用盐水浸泡法选种，在浓度适宜的盐水中，饱满的种子沉在底部，干瘪、虫蛀的种子浮在液面上……，这些现象都是跟浮力有关。
（1）定义：浸在液体（或气体）中的物体受到的液体（或气体）向上的托力叫做浮力。
（2）浮力的施力物体是液体（或气体），浮力属于弹力。
（3）一切浸在液体（或气体）里的物体都受到竖直向上的浮力。
6、浮力的三要素和影响因素：
（1）大小：
①用“称重法”测浮力的大小。基本方法是：用弹簧测力计测量出物体的重力G，将物体浸入液体中读出弹簧测力计的示数F，则物体浸入该液体中受到的浮力就是：F浮＝G－F 。
②阿基米德原理：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体的重力，表达式：F浮＝G排＝ρ液g V排（阿基米德原理也适用于气体）。
③浮力产生的原因：液体对物体向上和向下的压力差就是液体对物体的浮力，表达式：F浮＝F′－F（不常用）。
（2）方向：总是竖直向上。
（3）作用点：作用在物体的重心。
（4）浮力大小的影响因素：跟液体的密度和排开液体的体积有关。
思考：在很久以前的宋代，永济县的城门口贴了一张醒目的官府“告示”，上面写着：黄河泛滥，城外浮桥冲毁．两岸拴桥的八大铁牛亦卷入水中．为重建浮桥，镇住洪水，有能将铁牛一一捞出者，赏银千两……。告示前围着一堆人仰头观看，议论纷纷．一条铁牛数千斤重，那时候又没有现代起重机，谁有这么大的力量，能把铁牛拖上来？更何况铁牛还沉没在水下！有人说：“除非等水退下了，叫几百个人去抬……”。“眼下洪水泛滥，没有铁牛镇住……怎么能等到河水干涸呢？”官府担忧，百姓也心急．一天忽然来了个穿着宽大法衣面目清瘦的和尚，他伸手揭下告示，从容地拿走．围观的人看着这位身体单薄的光头和尚，一片惊疑．打捞铁牛的那天，围观的人群黑压压一片．只见那个光头和尚，请了一些助手，撑着两只木船，果然把铁牛把一个个捞了出来．后来人们才知道，这位和尚就是著名的工程学家怀丙．你能知道怀丙是怎样把铁牛从水里捞出来的吗？
7、物体的浮沉条件
（1）当物体浸没在某种液体中：
重力大于浮力时物体下沉，即：当G物＞F浮时，下沉；
重力等于浮力时物体悬浮，即：当G物＝F浮时，悬浮；
重力小于浮力时物体上浮，即：当G物＜F浮时，上浮。
此外，当物体漂浮在某种液体表面时，G物＝F浮。
（2）物体浸没在某种液体中：
物体的密度大于液体的密度时物体下沉，即：当ρ物＞ρ液时，下沉；
物体的密度等于液体的密度时物体悬浮，即：当ρ物＝ρ液时，悬浮；
物体的密度小于液体的密度时物体上浮，即：当ρ物＜ρ液时，上浮。
此外，当物体漂浮在某种液体表面时，ρ物＜ρ液。
思考：日常生活中，我们常看到一些小朋友吹肥皂泡，一个个小肥皂泡从吸管中飞出，在阳光的照耀下，发出美丽的色彩．此时，小朋友们沉浸在欢乐和幸福之中，我们大人也常希望肥皂泡能飘浮于空中，形成一道美丽的风景．但我们常常是看到肥皂泡开始时上升，随后便下降，这是为什么呢
8、浮力的利用
（1）轮船：采用空心的办法增大可利用的浮力，从而使轮船能浮在水面上。轮船的大小是用它的排水量来表示的。排水量是指轮船满载时排开水的质量。
（2）潜水艇：潜水艇是通过改变自身重力的方法来实现上浮和下沉的。
（3）气球和飞艇：都是利用空气的浮力来工作的，充入密度小于空气密度的气体。气球和飞艇的升降，主要靠改变气囊体积从而改变自身所受的浮力来实现的。
思考： 0℃、1个标准大气压下，体积为4×10-3m3的氢气球，在地面附近受到空气的浮力约为多少牛？图中所示，氢气气球会上浮，而空气气球浮不起来，这为什么？
【方法点睛】
1、了解一些基本的物理方法，有如下几个方法：
（1）运用“归纳”的方法，即通过大量的生活事例的归纳，得到压力作用效果的影响因素；大气存在压强；流速大小对流体压强的影响；浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上的托力；通过实验总结得出阿基米德原理等。
（2）运用“比较”的方法，通过比较容器各个部位橡皮膜受到水的压力时出现的不同凹陷情况，初步感知液体内部压强的特点；初步感知物体在不同状态下都受到浮力等。
（3）运用“等效”的方法，通过对实验现象和数据分析比较得出浮力与被物体排开的液体的重力相等。
（4）运用“类比”的方法，可以用手托住挂在弹簧测力计下端的物体，看到测力计的示数变小，与物体浸没在水中时测力计的示数也变小进行类比，感知浮力的存在。
（5）运用“控制变量”的方法，探究压力的作用效果（即压强）与压力和受力面积的关系；研究液体的压强与液体的密度、深度、方向的关系；浮力的大小跟液体密度和排开液体的体积有关等。
（6）运用“割补法”的方法，测算鞋底的面积。
（7）运用“转化放大”的方法：用压强计左右两边液面的高度差来体现液体压强的大小。
2、压力与重力是两个性质完全不同的力。压力与重力的区别：
重力 压力
区别 定义 由于地球的吸引而使物体受到的力 垂直压在物体表面上的力
产生原因 由于地球的吸引 由于物体对物体的挤压
方向 总是竖直向下 垂直受压面，指向被压物体
作用点 物体的重心 在受压物体的表面
施力物体 地球 对受力物体产生挤压的物体
联 系 在通常情况下，静止在水平地面上的物体，物体对地面压力等于重力。
注意点 ①重力可以产生压力，但压力并不都是由重力产生的，很多情况下压力与重力无关,，它们的大小不一定相等；②方向不一定相同，压力的方向总是垂直于并指向被压物体的表面，而重力的方向总是竖直向下的；③压力与重力的作用点一定不同，压力的作用点在被压物体的表面，而重力的作用点一定在物体的重心。
3、认清液体对容器底的压强与容器形状的关系。
液体内部的压强与液体的密度和深度有关，与容器的形状是无关的。如图所示三个不同的容器（形状是不同的）中盛有同种液体，液面相同，则它们对容器底的压强就相等。
4、区分气体的压强和大气压强
①由于气体分子间的相互作用以及气体重力作用，气体也会产生压强。一定质量的气体的压强与气体的体积、温度有关，体积越小、温度越高，气体的压强就越大。
②大气压强也是气体的压强，是地球上大气层产生的压强，是由于大气层受地球引力而产生的，它随高度的增加而变得稀薄，并不均匀，所以大气压强是随高度变化的。
5、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)
④说明：
⑴实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小。
⑵本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10.3 m
⑶将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。
6、浮力的计算方法：
（1）阿基米德原理：F浮=G排=ρ液gV排 (也适用于气体。)
（2）平衡法算浮力
浸在液体中的物体，处于漂浮、悬浮、受到绳向上（或向下）的拉力静止、沉在底部静止、匀速直线运动状态等，都称为液体中的物体处于平衡状态。一般情况下，液体中物体受力的平衡规律是：竖直向上的所有力相加等于竖直向下的所有力相加（即：F上合= F下合）。依据受力关系列出平衡等式方程，代入已知的数据即可解出此类题。几种常见的情况如下：
①漂浮或悬浮的情况：物体只受重力与浮力，由二力平衡条件得：F浮=G物。
②悬吊的情况：物体用绳吊着浸没在液体中．如图(a)，其受力分析如图(b)所示，物体受到浮力、拉力和重力作用．依据物体受力的平衡关系可得：F+F浮=G．
③压入的情况：把漂浮的物体压入液体中．如图(c)，其受力分析如图(d)所示，物体受到重力、压力和浮力力三个力作用，依据力的平衡关系可得：F浮= F+G．
（3）称重法测算浮力：F浮=G－F（即用弹簧测力计测量浮力：把物体挂在弹簧测力计上，记下弹簧测力计示数G，再把物体浸入液体中，记下弹簧测力计的示数F，则物体受到的浮力大小为：F浮=G—F。）
（4）压力差法：F浮=F向上-F向下（即浮力大小等于物体上下表面受到的压力差，此法不常用。）
【名题精讲】
例1关于压力，下列说法中正确的是： （ ）
A．压力的大小总是等于物体的重力
B．压力的方向总是垂直于物体的表面
C．压力的方向总是竖直向下的
D．压力的方向有时垂直于物体的表面，有时不垂直于物体的表面
【思路点拨】由压力的概念知“垂直压在物体表面上的力叫做压力”，可得答案B。它的大小与物体自身的重力大小不一定相等、方向与重力的方向不一定相同。
例2小王做了如图所示的三个实验，用来研究压力产生的作用效果。甲：将小方凳放入沙盘中；乙：在小方凳上放一重物；丙：将方凳翻过来放在沙盘中，并放上同一重物。
（1）比较甲、乙两种情况，说明________________________________；
（2）比较乙、丙两种情况，说明________________________________。
【思路点拨】在探究压力的作用效果时，要采用控制变量法。探究压力作用效果与压力关系时，就要保持受力面积不变，让压力改变；探究压力作用效果与受力面积关系时，就要保持压力不变，让受力面积改变。图中甲、乙两图为受力面积不变，乙图中的压力大于甲图中的压力，乙图比甲图陷得深，即压力的作用效果明显，由此可说明压力的作用效果与压力大小有关。图中乙、丙两图为压力相同，而乙图中的受力面积小于丙图中的受力面积，乙图比丙图陷得深，说明压力的作用效果与受力面积有关。解答：（1）受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；（2）压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
例3在圆筒的不同高处开三个小孔，当筒里灌满水时，各孔喷出水的情况如图所示，这表明液体压强( )
A．与深度有关
B．与密度有关
C．与液柱粗细有关
D．与容器形状有关
【思路点拨】不同高处的小孔，越低处的越深，喷出水流越强，就说明液体压强越大。答案：A。
例4．图是老师在演示液体内部压强情况的六幅图，除②图杯中装的浓盐水外，其余杯里装的都是水。请你仔细观察这六幅图后回答：
（1）比较①②两幅图，可以得出：液体内部压强大小跟液体的_______有关；
（2）比较⑤⑥两幅图，可以得出：液体内部压强大小还跟液体的_______有关；
（3）比较③④⑤三幅图，你还可以得出什么结论？ .
【思路点拨】本题是研究液体压强与液体密度和深度以及不同方向的关系，因而要采取控制变量法。①②中是控制液体深度相等，研究液体压强与液体密度的关系；⑤⑥同为水，研究液体压强与液体深度的关系；③④⑤液体密度和深度相同，但方向不同。解答：(1)密度(2)深度(3)同一深度,同种液体内部向各个方向压强相等.
例5．如图所示，是甲、乙两种液体内部的压强与深度关系的图象。设液体甲的密度为ρ甲、液体乙的密度为ρ乙，则ρ甲、ρ乙的关系是：（ ）
A．ρ甲=ρ乙
B．ρ甲<ρ乙
C．ρ甲>ρ乙
D．无法确定
【思路点拨】错误主要原因不善于运用控制变量法解决问题。如图虚线所示，应控制液体深度不变，从而不难看出P甲>P乙，再根据液体的压强与液体的密度、所处的深度的关系，在深度相同时，液体的密度越大，压强就越大，所以ρ甲>ρ乙，故A、B选项错误，正确答案选C。
例6有一个金鱼缸质量为0.4kg，放置在面积为1m2的水平桌面中央，其底面积为4×10-3m2，内盛0.6kg的水，水面高度为12cm。试求：
（1）由于水的重力而使水对金鱼缸底部产生的压力；
（2）金鱼缸对桌面的压强。（g取10N/kg）
【思路点拨】此题中液体对金鱼缸底部产生的压力不等于液体的重力，液体对金鱼缸底部压力应利用公式F＝pS计算，其中水对金鱼缸底部压强应利用p=ρgh计算；金鱼缸对桌面的压强应利用公式p＝F/S计算，其中F是金鱼缸对桌面的压力，等于金鱼缸和水的总重力。本题涉及液体压力、压强与固体压力、压强的综合计算，在计算液体压力时，由于此时的压力与液体的重力是不相等的，一般是先算压强后算压力的方法；在计算固体的压强时，一般是先算压力后算压强的方法。值得注意的是，在此题中液体的压力与固体的压力是不相等的，压强也是，计算的顺序恰相反。
解答：（1）水对金鱼缸底部产生的压强：
p=ρgh＝1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.12m＝1200Pa
水对金鱼缸底部产生的压力：
F＝pS＝1200Pa×4×10-3m2＝4.8N
（2）金鱼缸对桌面的压力：
F=G=mg=（0.4kg＋0.6 kg）×10N/kg＝10N
金鱼缸对桌面的压强：
p＝F/S＝10N/4×10-3m2＝2500 Pa
例7自来水笔吸墨水时，把笔上的弹簧片按下后松开，墨水就被吸进橡皮管内，原因是（ ）
A．弹簧片弹力作用的结果 B．橡皮管内有吸引力
C．手对橡皮管有压力 D．管外墨水面上的大气压大于管内的的气压
【思路点拨】此题是利用大气压工作的实例。在解释此类物理现象时，一定要分析不同区域气体压强的情况，当不同区域的气体压强不相同时，就会发生这些现象，因此不能简单地从现象本身作出判断。在这个现象中，当把自来水笔上的弹簧片按下后再松开时，造成了橡皮管内的气体压强和管外墨水面上的气体压强不同，在管内外气体压力的作用下，墨水被“吸进”了自来水管中。所以正确的答案是D。
例8小明所设计的“估测大气压的值”的实验方案如下：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用—个橡皮帽封住注射器的小孔；
②如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时，记下弹簧测力计的示数F；
③观察并记录注射器筒上所标明的容积V，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L；
(1)根据以上实验方案，用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式应为
p= 。
(2)按照上述实验方案测得的大气压强的值，往往会比大气压强的实际值偏小。你认为产生这种现象的主要原因是： 。
【思路点拨】本题考查用注射器等工具测量大所压的原理和简易方法，以及对实验误差的简单分析评价,类似的方法还有“吸盘法”等，都是经常考查的方法。依据公式p=F/S,利用注射器,用弹簧测力测量克服加在注射器上的大气压力F；受力面积S是利用体积V=SL间接测量出的,即知道体积V(注射器筒上所标明的容积V)，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L，则S=V/L，所以p=F/S=F/(V/L)=FL/V。这种实验方案测得的大气压强的值偏小的原因，是因为注射器中的残余空气(或漏气),使测量出的压力F偏小造成的。解答：(1)FL/V (2) 注射器中的残余空气(或漏气)。
例9．如图是北美草原犬鼠洞穴的橫截面示意图。它有两个出口，当风吹过隆起洞口A表面时，风速较大，吹过平坦洞口B时，风速较小，从而给洞中的犬鼠带去习习凉风。则下列有关洞内风向分析正确的是（ ）
A．风总是A口吹入，B口吹出
B．风总是B口吹入，A口吹出
C．风总是A、B口同时吹入
D．风有时从A口吹入，有时从B口吹入
【思路点拨】液体在通过凸起部（狭窄部）洞口时流速会加快，可以理解相同时间内通过的路（弯曲而变）长，速度变大。根据流速越大压强就越小，A处压强小于B处。空气就被从B处压到A处，形成流动的风。答案：B
例10下列说法不正确的是：（ ）
A．在水中上浮的木块一定受到浮力
B．在水中下沉的石块一定不受浮力
C．在水中上浮的木块和下沉的石块都受到浮力
D．在水中上浮的木块受到的浮力不一定比在水中下沉的石块受到的浮力大
【思路点拨】根据浮力的概念可知：一切浸在液体（或气体）里的物体都受到竖直向上的浮力。所以无论是在水中上浮的木块还是在水中下沉的石块都受到浮力，与物体在液体或气体中的运动状态是无关的。解答：B
例11下列说法中正确的是 （ ）
A．重的物体受的浮力小
B．密度较大的物体在水中受的浮力大
C．物体浸没在水中越深，受的浮力越大
D．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
【思路点拨】阿基米德原理的数学表达式为：F浮＝液gV排，公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关。 A选项：物体浸没在水中，无论深度如何，V排不变，水的密度不变，F浮不变．A选项不正确；B选项：物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系，B选项不正确；C选项：重力的大小对物体所受的浮力无影响．例如：大铁块比小铁块要重一些，但将两者浸没于水中，大铁块受的浮力反而大些，因为大铁块的V排大．C选项不正确；D选项：同体积的铁块和木块，浸没于水中，V排相同，水相同，F浮铁＝F浮木，铁块和木块受的浮力一样大，所以D选项正确。本题中，解题时应注意物体所受的浮力只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，而跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关。
例12把质量是270g的铝块挂在弹簧测力计的挂钩下面，并把铝块一半浸在水中，问（1）铝块受到的浮力多大？（2）弹簧测力计的示数是多大？（3）铝块受到的浮力多大？（铝的密度是2.7×103kg/m3）。
【思路点拨】本题中会有一般如下错解：1.体积单位用cm3代入F浮=G—F计算；2. 铝块一半浸在水中时，用铝块的体积当作V排计算。所以：（1）在F浮=G—F关系式中，力的单位是牛顿，为了使F浮＝液gV排计算的结果是“牛顿”，体积的单位必须是“m3”，不能代入“cm3”来计算。（2）由于学生搞不清V排与V物的关系，物体只有一部分浸入时V排是小于V物的，只有在物体浸没（或者说是全部浸入）液体时，才会有V排=V物。
答案：（1）V物 ===100cm3 V排= V物=50 cm3=5×10-5 m3
F浮＝液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-5 m3=0.5 N
(2) G= m g=0.27kg×10N/kg=2.7 N
F =G—F浮=2.7 N—0.5 N=2.2 N
（3）沉入水底时V排= V物=100 cm3=1×10-4 m3
F浮＝液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1 N
例12．用图象来描述物理过程或物理规律是很直观的。如图(a)所示，一正方体木块下面用一段细线与之相连，细线的另一端固定在容器底(容器高比细线与木块的边长之和大得多)先向容器中慢慢加水，如图(b)所示．若细线的拉力用F表示，容器中的水深用h表示，那么下图可以正确描述拉力F随深度h的变化关系的图象是( )
【思路点拨】由于木块密度小于水密度，向容器加水的过程中，木块就会随着水面而升高，直至细线被拉紧，这阶段细线中的拉力为零(F=0)．细线被拉紧后，向容器中加水时，木块浸在水中的体积随水面的升高而变大，由公式F浮=ρ液gV排可知，木块所受的浮力随之变大，细线中的拉力F拉=F浮一G木，也将随着水面的升高而变大，直到木块全部浸没在水中．在这之后的加水过程中，木块排水的体积不再发生变化，即浮力和线的拉力不再变化。此题的综合性较强，集二力平衡、受力分析和浮力等知识于一体；集静态图像观察与动态变化过程分析于一体，有一定的难度。解答：C。
例13如图所示，甲、乙两球用细线相连，放入水杯中刚好悬浮，细线受到两球的拉力。如果细线断后，下面判断正确的是（ ）
A．甲球下沉，乙球上浮
B．甲球上浮，乙球下沉
C．甲、乙两球都下沉
D．甲、乙两球都悬浮在水中
【思路点拨】本题错选A居多，也有错选C或D。错选A的原因是，不善于分析，简单的认为，乙球的体积大，受到的浮力也大，则它会上浮；甲球的体积小，受到的浮力也小，则它会下沉。正确分析是：细线断之前、后的瞬间，甲球受三个力（浮力、重力、绳子向下的拉力）而处于静止平衡，即有：F甲浮=G甲+ F拉 （1）；同理，乙球也受三个力（浮力、重力、绳子向上的拉力）而处于静止平衡，也有：F乙浮+ F，拉=G乙（2）。且F拉与F，拉的大小相等，由（1）式知，F甲浮>G甲，所以甲球上浮；由（2）式知，F乙浮
A．潜水艇在露出水面前的上浮过程中，所受浮力增大
B．同一艘轮船在海里航行时与在河里航行时所受浮力相等
C．气象探测气球里所充气体的密度大于空气的密度
D．飞艇里所充气体的密度等于空气的密度
【思路点拨】潜水艇在露出水面前的上浮过程中，浸没的液体的密度不变，排开水的体积也不变，则浮力大小不变，而是靠改变自身重力的方法来实现上浮和下沉的，所以选项A错误；如果气象探测里所充气体的密度大于或等于空气的密度，那么它受到的浮力小于或等于重力，气球不可能上升，所以选项C、D均错误；同一艘轮船在海里航行时与在河里航行时都是漂浮在液面上，浮力都等于各自的重力，所以所受浮力相等，从而选项B正确。
例14小明和小华利用如图17所示的实验器材，探究物体的浮沉条件，他们探究活动的过程如下：
(1)探究蜡块的上浮条件
①测量蜡块的重力．
小明设计的方案；用弹簧测力计测出蜡块的重力。
小华设计的方案：用天平测出蜡块的质量，求出重力．
你支持 (小明/小华)的方案，理由是
②测量蜡块受到的浮力．
小明在量筒中放入适量的水，把蜡块放入水中浮在水面时，测出蜡块排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力．你认为上述操作中存在的问题是
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)探究石块下沉的条件
①测量石块的重力．
用弹簧测力计测出石块的重力．
②测量石块受到的浮力，
小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力，
小华依据另一种原理，采用不同的方法也测出了石块受到的浮力，其方法是
。
③通过比较石块的重力和受到的浮力，可知物体下沉的条件．
【思路点拨】在选择测量工具进行测量时，应选择精确度高的测量工具，目的是为了减小实验的误差，所以选择分度值较小的天平，实验用天平的分度值一般是0.2g，换算成重力为2×10－3N，比弹簧测力计的分度值（0.2 N）小100倍，所以小华的方案较好；当蜡块浮在水面时，是漂浮状态，此时浮力等于重力，比全部浸没上浮时受到的浮力小，所以操作存在的问题是蜡块没有浸没在水中；此题中，不同测量工具的分度值是不同的，从而测量值精确度也不同，一般来说精确度从大到小的顺序是：天平→量筒→弹簧测力计。浮力的方法有两种：一是用量筒测出V排，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排算出浮力；二是用弹簧测力计根据F浮=G－F，即用弹簧测力计测量出物体在空气中的重力G，再把物体浸没液体中，记下弹簧测力计的示数F，算出物体受到的浮力F浮。解答：(1) ①小华 蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值无法直接精确测量 ②蜡块没有浸没在水中 (2)将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数，后算出浮力的大小。
例15如图所示，立方体木块置于水平桌面上，现沿着虚线切去中问圆柱状的部分木块，则剩下木块对水平桌面（ ）
A．压力变小，压强变小
B．压力变小，压强变大
C．压力变小，压强不变
D．压力、压强大小都不变
【思路点拨】此题对学生的综合分析能力和空间想象能力要求比较高。沿着虚线切去后压力减小了，同时受力面积也成倍地减小了，根据压强的计算公式可知，压强的大小没有改变。解答：C
例16如图所示，放在水平桌面上的容器A为圆柱形，容器B为圆锥形，两容器本身的质量和底面积都相同，装入深度相同的水后，再分别放入相同质量的木块，如图所示，下列说法中正确的是：（ ）
A．放入木块前，两容器对桌面的压力相等
B．放入木块前，由于A容器中的水多于B容器，所以A容器底部受到水的压力大于B容器
C．放入木块后，两容器底部所受水的压力相等
D．放入木块后，B′容器底受水的压力大于A′容器底所受水的压力
【思路点拨】容器对桌面的压力和压强可看成是固体产生的，可分别用下列两公式讨论：
水对容器产生的压力和压强是液体产生的，一般是先考虑压强，再计算压力。其计算公式为：P＇=ρ水gh ③ F＇=P＇S ④
A．放入木块前，两容器对桌面的压力相等是错的。因为虽两容器的重量相等，但GA水＞GB水由①可知，A容器比B容器对桌面的压力大。
B．放入木块前，由于A容器中水多于B容器，所以A容器底部受水的压力大于B容器的说法是错的。因为放入木块前，两容器盛水的高度相同，容器的底面积也相同，由③、④可知A、B两容器底部受水的压力相等。
C．放入木块后，两容器底部受水的压力相等的说法是错的。因为放入木块后，虽A＇、B＇两容器底面积不变，但B＇容器中水的高度比A＇高。由③、④可知，B＇容器底部所受的压力比A＇容器所受水的压力大。
D．放入木块后，B＇容器底受水的压力大于A＇容器底所受水的压力的说法是对的。故正确的答案应选D。
例17小杰家的压力锅盖上标有“××铝制品厂·24cm压力锅”的字样，他测得限压阀的质量是lOOg，排气孔的直径约为3mm。求：这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相当于标准大气压的多少倍 锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全
【思路点拨】压力锅的原理是利用“气压增大，沸点升高”的原理，此题中是利用气压差来解题的，内部气压等于外部气压与限压阀重力产生的压强之和。此类题是竞赛中常选之题型，它与生活联系密切，是符合物理课程标准要求，符合“从生活到物理，从物理到社会”的教育理念，以此我们要多关注生活和社会中的常用知识原理和热点问题。
解答：
锅内最大压强是大气压强的2.4倍。
锅盖的有效面积为：S＇=πD2/4
锅盖至少要能承受的压力等于锅内外的压力差：
例18如图所示，天平平衡后将天平制动，再把一实心物体A放入左盘盛满水的溢杯中（溢出的水将落在盘外的杯中），待物块在水中稳定后，再松开制动观察天平，若物块A的密度大于水的密度，则天平将会________，若物块A的密度小于水的密度，则天平将会___________。
【思路点拨】浮力与天平平衡相结合，主要是理清解题思路，把增加的重力与减少的重力比较。此题中，若物体的密度大于水的密度，则增加的重力大于减少的重力，天平将不平衡，左盘下降；若物体的密度小于或等于水的密度，则增加的重力等于减少的重力，天平仍将保持平衡。①将密度大于水的物体放入溢杯中时，物体排出水的重力（即左盘减少的重力）为：G排=ρ水gV排=ρ水gV物，而左盘增加的重力为：G物=ρ物gV物，因为V排＝V物，而ρ水＜ρ物，则增加的重力G物大于减小的重力G排，所以天平失去平衡，左盘下降。②当密度小于水的密度的物体放入溢杯中时，物体排开水的重力（左盘减少的重力）为：G排=G物，而增加的重力也是G物，所以天平仍保持平衡。解答：失去平衡，左盘下降；保持平衡。
【竞赛扩展】
1、熔点跟压强的关系：
你知道在冰上滑行时，一般不用手杖，它要靠运动员用冰刀蹬冰．要蹬冰，就只有用冰刀的刃去啃冰．刀刃必须很薄、很锋利．这样压强就大，就可以获得很大的阻力(摩擦力)．冰刀的钢铁与冰面是有一定的摩擦的，刻痕处压强大，冰在压强增大时熔点降低，也就是说刻痕处由于刀刃的重压，冰熔化了，相当于在冰刀前进的道路上抹了一层水的润滑剂，从而减小了摩擦阻力．可见，压强越大熔点越低。
2、浸在水中的物体一定受到浮力吗？
竖直打在池塘中的一根木桩，粗细均匀，露出水面部分的体积为2×103m3，涨水时木桩被淹没，木桩受到的浮力增大了多少？
错解：根据阿基米德原理可知：F浮=ρ液gV排=1.0×103 kg／m3×10 N／kg×2×103m3=2×107N，所以，涨水时木桩被淹没，木桩受到的浮力增大了2×107N。
分析：根据浮力产生的原因，是由于上下表面受到的压力差造成的，由于物体下表面的深度始终大于上表面处的深度，所以下表面受到液体的的压强始终大于上表面受到的压强，下表面受到液体的的压力也始终大于上表面受到的压力，上、下表面的压力差就是物体所受到的浮力。因为木桩下表面在池塘的淤泥中，不受向上的压力，也就不受浮力，涨水时木桩全部被水淹没后，仍然不受浮力的作用，所以浮力仍为0。
可见，浸在水中的物体不一定受到浮力。当船沉到海底，陷入淤泥中时，只受到海水对沉船向下的压力，不受浮力，所以要把它打捞起来是非常困难的。
【名校直达】
1、(08扬州市)图1所示的四个实例中．目的是为了减小压强的是（ ）
2、（08年河南省）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，如图6所示。这时两手指对地面的压强最接近于（ ）
A．3×102Pa B．3×104Pa C．3×106Pa D．3×108Pa
3、（08泰州市）如图3所示的压路机，关于它涉及到的物理知识，下列说法中错误的是( )
A．碾子由钢铁制成，利用了钢铁硬度大的特性
B．碾子质量很大，是为了增大对路面的压强
C．碾子很粗很宽，是为了减小对路面的压强
D．橡胶轮胎外表制有花纹，是为了增大与路面的摩擦
4、(08徐州市)图1是甲、乙两种液体内部压强与深度关系的图像。设液体甲的密度为ρ甲，液体乙的密度为ρ乙，则ρ甲和ρ乙的关系是（ ）
A．ρ甲<ρ乙 B．ρ甲>ρ乙 C．ρ甲=ρ乙 D．无法确定
5、(08盐城市)如图所示，在铝质易拉罐中放入少量的水，然后用酒精灯加热。待罐口出现白雾时，用橡皮泥堵住罐口，把酒精灯撤去，让易拉罐自然冷却。下列说法正确的是（ ）
A．罐口出现的白雾是熔化形成的
B．易拉罐被压瘪，是由于罐体冷却收缩形成的
C．易拉罐被压瘪，是由于大气压的作用
D．易拉罐被压瘪后，过一段时间又自动恢复原状
6、(08常州市)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.龙卷风内部的压强远小于外部的压强
B.龙卷风使物体受到的重力增大
C.龙卷风内部的压强远大于外部的压强
D.龙卷风使物体受到的重力减小
7、(08昆明市)如图3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，P
B．4F，P
C．1/4F，P
D．F，4p
8、(08年无锡市)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)
9、（08泰州市）如图9是水坝的截面图，水坝筑成下宽、上窄的形状，是考虑到水对坝体侧面有_______，并且随深度的增加而_______。
10、（08年湖北省襄樊市）质量相同的两个实心正方体A和B，如图3—甲所示，将它们放在水平地面上时，它们对地面产生的压强PA PB。当将它们放入水中后分别静止在如图3—乙所示的位置，则它们受到水的浮力FA FB（填“大于”“等于”或“小于”）。
11、（08南京市）如图20所示，把一张半卷着的硬纸片摆放在桌子上如果使劲吹一下它的下面，可以发现硬纸片不会翻转过去．这是因为流体的压强与流体流动的 有关，吹出的气使硬纸片下面空气的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)．
12、(08年无锡市)小明在暑假跟爸爸去拉萨游玩，进入高原后，小明出现了高原反应。这是由于该地区海拔较 (选填“高”或“低”)，大气压 (选填“较大”或“较小”)的缘故。
13、（08浙江省金华）某兴趣小组开展科学探究活动。
【提出问题】液体产生的压强跟深度有什么关系
【设计实验】探究液体产生的压强跟深度的关系，用如图所示装置，在弹簧测力计下挂一圆柱体，容器中盛有某种液体。
【获取证据】测得圆柱体的横截面积为l×l0-4m3，柱体的重为0．6N。当圆柱体缓慢地浸人液体中时(圆柱体始终竖直且没有被浸没)，记下圆柱体下表面所处的深度h、弹簧测力计相应的示数F，求得相应的圆柱体在下表面处产生对液体的压强p（体在圆柱体下表面处产生的压强也为p)，所得数据如下表：
实验序号 1 2 3 4 5
h/m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
F/N 0.48 0.36 0.24 0.12 0
P/Pa 1.2×103 2.4×103 3.6×103 4.8×103
【得出结论】根据以上数据可得出液体产生的压强跟深度的定量关系是 。
【讨论与交流】（1）根据第5次实验所得数据，求得圆柱体在下表面处对液体产生的压强是
Pa。
（2）当弹簧测力计的示数为0.3N时，圆柱体受到的浮力为 N。
14、(08苏州市) 19．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”)．若用与物块相同材料制成一个l0dm3的实心物体，则物体质量为 kg．
15、（08浙江丽水）右图为北京奥运场馆——国家游泳中心“水立方”的外观图。
“水立方”的外层是只有2.4㎜厚的膜结构气枕，像一层皮肤一样包住了整个建筑，是目前世界上唯一一个完全用膜结构进行全封闭的大型公共建筑。
(1) “水立方”的膜结构气枕上布满了肉眼看不见的镀点，这些镀点布成的点阵，能把部分光线挡在场馆之外，这是因为光射到镀点上时，一部分光发生了 现象；
(2)该膜每平方米质量为0.24㎏，则它的密度是 ㎏/m3；
(3)“水立方”膜具有较好的延展性、抗压性，充气后，每块膜能承受一辆汽车的重力。若一辆质量为1440kg的轿车停在膜上，每个轮子与膜的接触面积为150cm2，则该膜受到的压强为 Pa。
16、（08年芜湖市）21．图9甲是化学实验室里常用的水流抽气机，乙是其工作原理示意图。使用时让自来水流入具有内置喷门的T型管中，即可达到抽气的目的。请说明它的工作原理.
17、（08年广东省江门市）我们生活的空间存在着大气压，只是我们平时没有在意它的存在．现提供下列器材：A．塑料吸盘两个 B．玻璃片一块 C．玻璃杯一个 D．带吸管的纸盒饮料一盒E．水．请你选择所需器材，设计一个小实验来证明大气压的存在。
(1)写出你所选用的器材，并简述你的实验方法及观察到的现象。
(2)请举出一个在生活中应用大气压的例子：
18、（08镇江市）在探究“物体的上浮或下沉与哪些因素有关 ”的活动中，同学们将新鲜萝卜浸没在水中松 手后，萝卜都上浮直至漂浮在水面上，如图所示．为了使漂浮的萝卜沉下去，小明将一根铁 钉全部插入萝卜中，小华也用同样的铁钉，但只将其一半插入到萝卜中，再次将萝卜浸没水中松手，结果两只萝卜均沉入水底．从物体受力的角度来看，他们在萝卜中插入铁钉是为了改变 力的大小，从而使浮力 (大于／等于／小于)重力；从他们探究的方法来看， (小明／小华)的方法更合理，理由是 。
19、(08年无锡市)金属箔是由密度大于水的材料制成的。小红取一片金属箔做成中空的筒，放在盛有水的烧杯中，发现它漂浮在水面上，然后她再将此金属箔揉成团放入水中，金属箔沉入水底。比较前后两种情况，下列说法正确的是 ( )
A．金属箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
B．金属箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
C．金属箔沉底时受到的浮力等于它的重力
D．金属箔沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等
20、（08泰州市）利用图16的器材（水任意取），探究“物体漂浮在液面时，所受浮力与自身重力的大小关系”，即物体漂浮的条件．
（1）使用测量仪器前，应观察它的量程和分度值．图16所示弹簧测力计的分度值是_______N．量筒的分度值是_______mL
（2）现围绕主要实验步骤，回答有关问题：
①向量筒中注入适量的水
②在质量约为几克的小塑料瓶中放入适量的螺丝钉，使它能浮在水面上
问题：小塑料瓶本身就能浮在水面，而实验时为什么还要放入适量的螺丝钉呢？请说明“放入适量螺丝钉”的好处_______
③测出放有螺丝钉的小塑料瓶的重力G
④读出量筒中水的体积V1；将小塑料瓶放到量筒中，稳定时读出水面对应的刻度V2；则小塑料瓶所受浮力的表达式是：_______________
⑤比较小塑料瓶所受_______的大小关系，可以初步得出结论
21、（08南京市）今年5月12 日的汶川大地震，牵动了亿万中国人的心．在震后的救灾工作中，科学的搜救方法非常重要．有一种被称为“气垫”的工具发挥了很大的作用，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5 cm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 (取1个大气压为l×l05Pa)
22、(08常州市)为增加学生的国防知识，阳湖中学九(2)班同学到东海舰队参观某型号潜水艇．潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造，最大下潜深度可达350m.潜水艇的总体积为1. 5×103m3，艇内两侧有水舱，潜水艇截面如图所示．通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重，从而使其下沉或上浮．（海水密度为1. 03 ×103 kg/m3, g取10N/kg)
(1)水舱未充海水时，潜水艇总重量为9.27 ×106 N,此时，漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是多少？
(2)为使潜水艇完全潜人海水中，至少应向水舱充人海水的重量是多少？
(3)潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造的原因是什么？
答案：
1、A 2、C 3、C 4、B 5、C 6、A 7、B 8、140 2×104 9、压强 增大 10、小于 等于 11、速度 变小 12、高 较小 13、P＝12000h 6×103 0.3 14、不变 10 15、(1) 反射 (2)0.1×102或100 (3)2.4×105或2.352×105 16、自来水从抽气机的上管口流进，从下管口流出时，流速大增加，附近压强降低，这时抽气机侧管所接中的被抽气体压强大于容器外压强，故容器内气体流出，从而达到抽气的目的。 17、22．(1)A．塑料吸盘两个E．水．将两个吸盘沾一下水，将它们正对并挤压在一起，然后用力将它们拉开，结果，用很大的力也很难把它们拉开。因为经过挤压，吸盘里的气体被挤出，几乎真空，没有气压。这说明它们是被大气压压在一起的。(2)医生用针筒抽药水。18、重 小于 小明 小明将一根铁钉全部插入萝卜中，在改变重力时浮力几乎不变（控制变量） 19、B 20、（1）0.2 2 （2）②使塑料瓶重些，能用弹簧测力计较准确地测出它的重力；使塑料瓶有较大体积浸在水中，减小实验误差 ④F浮＝水g（V2－V1） ⑤浮力与重力 21、(1) 增大摩擦 (2) l05N 22、（1）900m3 （2）6.18×106N （3）液体内部的压强随深度的增加而增大
上浮
下沉
悬浮
漂浮
影响压力作用效果的因素
受力面积的大小
浮沉条件
压力的大小
作用点
排开液体的体积
液体的密度
大小
方向
影响因素
作用点
气体压强与流速的关系→应用
大气压的测量
大气压的存在→应用
大气压强
定义→三要素
液体压强→影响因素→应用
测量
分
类
固体压强
压 强
压力
增大和减小压强的方法→应用
压强→定义、单位及计算公式
（d）
大小
方向
（c）
气球与飞艇
应用
轮船
潜水艇
（b）
定义→三要素
浮力
浮力
（a）
P甲
P乙
h/m
P/Pa
甲
乙
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