压强与浮力.doc

1、压强与浮力（一）固体的压力和压强1、压力：定义：垂直压在物体表面上的力叫压力。压力并不都是由重力引起的，通常把物体放在桌面上时，如果物体不受其他力，则压力F = 物体的重力G 固体可以大小方向不变地传递压力。重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。FFFFF G G F+G G F F-G F 2、研究影响压力作用效果因素的实验：课本甲、乙说明：受力面积相同时，压力越大压力作用效果越明显。乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。概括这两次实验结论是：压力的作用效果与压力和受力面积有关。本实验研究问题时，采用了控制变量法。和 对比法3、压强：定义：物体单位面

2、积上受到的压力叫压强。物理意义：压强是表示压力作用效果的物理量公式 p=F/ S 其中各量的单位分别是：p：帕斯卡（Pa）；F：牛顿（N）S：米（m2）。A使用该公式计算压强时，关键是找出压力F（一般F=G=mg）和受力面积S（受力面积要注意两物体的接触部分）。B特例：对于放在桌子上的直柱体（如：圆柱体、正方体、长放体等）对桌面的压强p=gh压强单位Pa的认识：一张报纸平放时对桌子的压力约.Pa 。成人站立时对地面的压强约为：.104Pa 。它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为：.104N 应用：当压力不变时，可通过增大受力面积的方法来减小压强如：铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带

3、、书包带较宽等。也可通过减小受力面积的方法来增大压强如：缝一针做得很细、菜刀刀口很薄4、一容器盛有液体放在水平桌面上，求压力压强问题： 处理时：把盛放液体的容器看成一个整体，先确定压力（水平面受的压力F=G容+G液），后确定压强（一般常用公式 p= F/S ）。二、液体的压强1、液体内部产生压强的原因：液体受重力且具有流动性。2、测量：压强计 用途：测量液体内部的压强。3、液体压强的规律： 液体对容器底和测壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强； 在同一深度，液体向各个方向的压强都相等； 液体的压强随深度的增加而增大； 不同液体的压强与液体的密度有关。4、压强公式： 推导压强公式使用了建立理想

4、模型法，前面引入光线的概念时，就知道了建立理想模型法，这个方法今后还会用到，请认真体会。推导过程：（结合课本）液柱体积V=Sh ；质量m=V=Sh液片受到的压力：F=G=mg=Shg .液片受到的压强：p= F/S=gh液体压强公式p=gh说明：A、公式适用的条件为：液体B、公式中物理量的单位为：p：Pa；g：N/kg；h：m C、从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。phD、液体压强与深度关系图象：5、计算液体对容器底的压力和压强问题：一般方法：首先确定压强p=gh；其次确定压力F

5、=pS特殊情况：压强：对直柱形容器可先求F用p=F/S 压力：作图法对直柱形容器F=G6、连通器：定义：上端开口，下部相连通的容器原理：连通器里装一种液体且液体不流动时，各容器的液面保持相平应用：茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。三、大气压1、概念：大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压，一般有p0表示。说明：“大气压”与“气压”（或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压指部分气体压强。高压锅外称大气压。2、产生原因：因为 空气受重力并且具有流动性。3、大气压的存在实验证明：历史上著名的实验马德堡半球实验。小实验覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗

6、模拟马德堡半球实验。4、大气压的实验测定：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=1.01105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)(4)说明：A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。B本实验若把水银改成水，则需要玻

7、璃管的长度为10.3 m C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。D若外界大气压为HcmHg 试写出下列各种情况下，被密封气体的压强（管中液体为水银）。hhhhhhh H cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg5、大气压的特点：(1)特点：空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小，且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。(2)大气压变化规律研究：在海拔3000米以内,每上

8、升10米,大气压大约降低100 Pa6、沸点与压强：内容：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。应用：高压锅、除糖汁中水分。7、体积与压强：内容：质量一定的气体，温度不变时，气体的体积越小压强越大，气体体积越大压强越小。 应用：解释人的呼吸，打气筒原理，风箱原理。列举出你日常生活中应用大气压知识的几个事例？答：用塑料吸管从瓶中吸饮料给钢笔打水使用带吸盘的挂衣勾人做吸气运动三、浮力1、浮力的定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力 叫浮力。2、浮力方向：竖直向上，施力物体：液（气）体GF浮GF浮3、浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下

9、的压力，向上、向下的压力差 即浮力。GF浮GF浮4、物体的浮沉条件：(1)前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。(2)请根据示意图完成下空。 下沉 悬浮 上浮 漂浮 F浮 G F浮 = G 液物 液 物(3)、说明： 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。一物体漂浮在密度为的液体中，若露出体积为物体总体积的1/3，则物体密度为(2/3) 分析：F浮 = G 则：液V排g =物Vg 物=（ V排V）液= 2 3液 悬浮与漂浮的比较相同： F浮 = G 不同：悬浮液 =物 ；V排=V物 漂浮液 物；V排V物判断物体浮沉（状态）有两

10、种方法：比较F浮 与G或比较液与物 。 物体吊在测力计上，在空中重力为G,浸在密度为的液体中，示数为F则物体密度为：物= G/ (G-F)冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。5、阿基米德原理：(1)、内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。(2)、公式表示：F浮 = G排 =液V排g 从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。(3)、适用条件：液体（或气体）6：漂浮问题“五规律”：（历年中考

11、频率较高，）规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；规律二：同一物体在不同液体里，所受浮力相同；规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。7、浮力的利用：(1)、轮船：工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。m液排水量：轮船满载时排开水的质量。单位 t 由排水量m 可计算出：排开液体的体积V排= ；排开液体的重力G排 = m g ；轮船受到的

12、浮力F浮 = m g 轮船和货物共重G=m g 。(2)、潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。(3)、气球和飞艇：工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。(4)、密度计：原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大8、浮力计算题方法总结：(1)、确定研究对象，认准要研究的物体。(2)、分析物体受力情况画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。(3)、选择合适的

13、方法列出等式（一般考虑平衡条件）。计算浮力方法:称量法：F浮=GF(用弹簧测力计测浮力)。压力差法：F浮= F向上 F向下（用浮力产生的原因求浮力）漂浮、悬浮时，F浮=G (二力平衡求浮力；)F浮=G排 或F浮=液V排g （阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用）四例题分析例1市场上出售一种圆形塑料吸盘，试利用这样的吸盘，加上一块玻璃板，弹簧测力计和三角板及刻度尺粗略地测出大气压的值写出测量步骤并分析如何减小实验误差【分析与解】可先利用大气压，将吸盘压在玻璃板上，然后利用弹簧测力计间接（利用平衡力的知识）测出大气对吸盘的压力，然后利用三

14、角板和刻度尺测出吸盘的面积，再根据压强公式计算出大气压强步骤：（1）将吸盘挤压在玻璃上，利用三角板和刻度尺测出吸盘的直径d（2）将弹簧测力计的挂钩挂在吸盘的挂钩上，用手按着玻璃板拉弹簧测力计，测出吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的最大示数F因为大气对吸盘的压力与弹簧的最大拉力平衡，故大气压强的表达式为pFS4Fd2该实验误差主要是由于吸盘与玻璃之间的空气未完全挤出以及吸盘自身的重力引起的（此力关系到大气压力与弹簧拉力是否是平衡力）因此，实验中应注意：（1）尽量挤出吸盘与玻璃板之间的空气（2）玻璃板最好竖直放置，在水平方向上拉弹簧测力计例2一个木球在水中上浮，它在上浮的过程中受到的浮力是 A逐渐增大

15、B保持不变 C逐渐减小 D先不变后减小【分析与解】解答本题的依据是分析好木球在上浮过程中排开液体的变化情况，木球在水中上浮直至露出水面前，排开液体的体积等于球的体积，故所受的浮力不变；当木球开始露出水面后，在继续上升的过程中，它排开液体的体积不断减小，故所受浮力也不断减小，因而答案D正确图1图2例3开发和生产某种产品，应进行相应的科学研究如研制压力锅，就应研究饱和蒸汽压跟温度的关系，其研究结果分别用表格和图象表示，如图1某种型号的压力锅如图2所示，其限压阀由内阀和外套组成，测得限压阀的整体质量为 007 kg，压力锅排气孔的内径为 3mm，参照图表填空和计算：(1)烹调较嫩和易熟的菜时，宜采用

16、_的方式，烹调肉类食品，宜采用_的方式；（2）当压力锅烧煮食物限压阀排气时，锅内最高温度大约能达到多少？（当时的大气压为100 kPa , g值取10 Nkg）【分析与解】（1）从饱和蒸汽压跟温度的图表关系可知，压强越大锅内温度越高，故烹调较嫩或易熟的菜时，宜采用低压烹调的方式，烹调肉类食品，宜采用高压烹调的方式（2）用高压烹调时，当锅内压强超过一定限度时，排气孔有气排出所以锅内最大压强为外界大气压p0与限压阀对锅盖压强pl之和：pp0p100kPamg/r2100kPa(0.07kg10N/kg)/3.14 (1.5 10-3)2m2200 kPa参照图表可知，当锅内压强为200kPa时，所

17、对应的温度大约为120五练习一、单选题l如图所示是一体重为670 N的初三学生在方格纸上站立时描下的鞋底贴地部分的轮廓，其中每个方格的面积是60cm2，则该学生双脚站立于水平地面时，对地面的压强值较为准确的是A1.7 104 Pa B2.0 104 Pa C3.3 104 Pa D4.0 104 Pa2下列事例中，能够增大压强的是A固定零件时，常要在螺母下面垫上一片比较大的垫圈 B菜刀钝了磨一磨，使它锋利些C在坦克的轮子上安装履带 D房屋的地基砌得比墙厚3厨房、卫生间里的脏水，通过下水道流到阴沟，我们却闻不到沟里的臭味图中有四种下水管的结构图，正确的是4在冬天，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚

18、后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，且不易拔出，其主要原因是A软木塞受潮膨胀 B瓶口因温度降低而收缩变小C瓶内气体温度降低而把瓶塞吸住 D瓶内气体因温度降低而压强减小，大气压把瓶塞压紧51912年秋天，当时世界上最大的轮船之远洋航轮“奥林匹克号”出了这样一件事：当它正在大海上行驶时，突然一艘跟它平行地疾驶着的小船像是服从着一种不可抗拒的力量，几乎笔直地向大船冲去，结果发生了撞船事故，其原因是A由于惯性B两船之间水的流速快，压强小，而船的另一侧水的流速慢，压强大，压强差使两船相撞C可能当时风力太大，风使两船相撞D由于船速太快的缘故6“死海不死”的故事说的是：“将奴隶和俘虏扔进海里，可他们都漂浮在

19、海面上”以下是几位同学对该现象的解释，其中正确的是A奴隶和俘虏是被水平扔进海里的 B海水的密度等于人体的密度，人在海里自然漂浮C人被扔进海里漂浮在海面上时，浮力大于重力 D人被扔进海里漂浮在海面上时，浮力等于重力7某同学估测大气对0.28 m2的课桌上表面的压力，大约是A2.8 102 N B2.8 103 N C2.8 104 N D2.8 105 N8在地铁和火车站台上等候车辆时，要求乘客离开站台一米以上，其主要原因是 A车辆过来时风太大 B车辆过来时，带来好多灰尘C车辆驶过站台车速快，带动空气流速加快，使人易“吸”向车辆，造成危险D车辆驶过站台车速快，使人与车之间的空气流速加快，易将人向

20、后吹倒9一只装满盐水的杯子总重为3 N，缓慢放入一只0.5 N的鸡蛋，溢出一些水，鸡蛋漂浮在水面上，这时杯子、盐水及鸡蛋总重为A3.5 N B3 N C2.5 N D2 N10如图所示，是四种不同年代的潜水装置，图中标出了它们潜人海水中的最大深度，其中能承受海水压强最大的是 11我们吸气时,下列说法正确的是 A肺的容积减小，肺内空气压强大于外界大气压B肺的容积增大，肺内空气压强小于外界大气压C肺的容积增大，肺内空气压强大于外界大气压D肺的容积减小，肺内空气压强小于外界大气压12在制药时为了从溶液中提取抗菌素，要用加热的方法使水沸腾而除去水分，但抗菌素不能在超过80的温度下提取，应采用的方法是

21、A用微火加热使其沸腾 B降低容器内的气压，使水的沸点低于80C缩短加热沸腾的时间 D增加容器内的气压，使水的沸点低于8013. 将质量为1000kg的大木筏置于若干个浮筒上，为了安全起见，每个浮筒至少要有1/3体积露出水面。设每个浮筒的质量均为25kg，体积为0.1m3，则至少需要这样的浮筒A. 18个 B. 24个 C. 30个 D. 36个二、填空题14小伟同学参加军训时，体检称得他的质量为50 kg，当他立正时，他对水平地面的压力大小为_N，当他正步走时，他对水平地面的压强将_（填“增大”、“不变”、“减小”）15锅炉水位计是个_，我们从锅炉外透明管中看到的水面位置_于锅炉中的实际水面位

22、置，可见连通器内平衡时，液面位置与各容器的形状、粗细_（选填“有关”或“无关”）图429图43016打开水龙头，使自来水流过图 429的玻璃管，从图可知A、两处_处流速大，_处压强大17某同学拿着图430所示的自制大气压计，从底楼上到五楼，他观察到的现象是：玻璃管口水柱高度_（填“上升”或“下降”）了这表明楼上的气压比楼下的_（填“高”或“低”）18缝衣针的针头做得尖尖的，是为了_压强，缝厚衣服时手指常常套上顶针，这是为了_压强19由于长江上游的植被受到破坏，造成水土流失，使得长江水中的泥沙含量增加，这相当于液体的密度_了，因此在同等深度的情况下，长江水对堤坝的_增加，从而使堤坝受到破坏的可能

23、性增加了20一只茶杯盛满水，盖上硬纸片倒置过来，纸片不会掉下来这是因为倒置的杯中水面上方没有空气，不受_的作用，而纸片受_作用产生一个很大的力将硬纸片及杯里的水托住21我国的某些地方至今仍有放飞“孔明灯”的习俗，它是用很轻的竹蔑扎成框架，上面和四周用纸糊严，下面放一个盛松脂的小碟，点燃松脂，里面热空气的密度比空气的密度_，所受的重力_它所受的浮力，灯就会腾空向上飞去222001年6月3日，中央电视台在云南抚仙湖第一次现场直播水下考古的过程，这次水下考古使用了我国科学家自行设计制造的现代化“鱼鹰号”深潜器（原理与潜水艇相同），它下潜和上浮是靠_来实现的，深潜器在水面下下潜的过程中，受到水的浮力_

24、，水对它的压强_（填“增大”“减小”或“不变”）23一次飓风发生时，屋外气压急剧降到9104Pa，这是因为 ，当时窗户紧闭，可以认为室内气压是标准大气压，粗略取作l 105Pa若室内屋顶的面积是100 m2，这时屋顶所受到的内外压力的差值可达_N，足以将屋顶掀飞24长颈鹿是世界上个子最高的动物，所以长颈鹿也是世界上血压最高的动物，长颈鹿血液密度约为1.05 103 kg/m3，当长颈鹿心脏收缩把血液压到比心脏高3m的脑子中时，压强至少_Pa（g取10Nkg）三、问答题25家里的茶壶盖上都开有一个小孔，如果小孔被堵住，壶里的水就很难倒出来，请说明原因26草原犬鼠洞有多个洞口，每个洞口用圆锥形土堆

25、围成，如图，这样的结构能改进洞内的通风情况，为什么？272002年6月6 日某报报道：“某国道设计使用年限为15年以上，但才使用5年就大修，现已伤痕累累有些运输单位和个人只顾自己的利益，不顾国家利益，让汽车成倍超载是损坏路面的直接原因” 请回答：文章中所说“只顾个人利益，不顾国家利益”，具体的含义是什么？文章中隐含着一定的物理道理，请你把含有物理道理的句子引出来，并说明这句话的道理四、实验探究题28右表是某同学用水做“研究液体的压强”实验的部分数据记录（1）实验次数1、4、5说明：水的压强随 增加而增大；（2）实验次数l、2、3说明：在同一深度，水向各个方向的压强_29测量人体血液的密度有一种

26、方法，先在几个玻璃管内分别装人密度不同的硫酸铜溶液，然后分别在每一个试管中滴进一滴血液，分析人员只要看到哪一个管中血液悬浮在其中，就能判断血液的密度根据上文的启发，利用下列器材：一个杯子，足够的水和食盐，一根玻璃棒，一只密度计你能否设计一个实验，测量一个鸡蛋的密度请写出：（1）实验的思路是 （2）实验所用到的物理原理是_30小王为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况，如图所示，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸人水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如下表（1）分析表中实验数据可以得出物体重_N，第四次实验时，

27、物体受到的浮力是_N；（2）分析表中第1列到第5列数据，说明 ；（3）分析表中第6列到第7列数据，说明 ；（4）图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图象是 五、计算题31在海滩案发现场留下了罪犯清晰的站立脚印，公安人员立即用蜡浇铸了如图所示的鞋模蜡鞋模的平均厚度为3cm，质量为657g，又经过测试，达到同样脚印的压强为1.5 104Pa，罪犯的体重为多少？（蜡= 0.9103kg/m3）32在图（a）图中，石料在钢绳拉力作用下从水面上方以恒定速度下降，直至全部没入水中。图（b）是钢绳拉力F随时间t变化的图象。若不计摩擦阻力，求石料的密度。aF/Nt/s1400900

28、vbt1t2t31.D 2.B 3.D 4.31.7 5B 6右，在右盘增加砝码，或适当移动游码 7.0.9103 8 400 97.02 71010 纯银制造 11C 12 不符合要求，应加5kg的水 13 全5.8g/cm3 15 1.06103 48课本拓展题：1 m27g 2.（1）175.6g （2）70 （3）2.51103 偏小 （4）曹冲称象，力的合成1. B 2. B 3. C 4. D 5. B 6. D 7. C 8. C 9. B 10. D 11. B 12. B 13. B 14. 490 增大 15.连通器 等于 无关 16. B A 17.上升 低 18.增大

29、减小 19.增加 压强 20.大气压 大气压 21.小 小于 22.改变自身重力 不变 增大 23.流速大压强小 1.0106N 24. 3.15104 25.如果小孔被堵住了，由于壶中没有空气，倒水时大气压会将水托住，水很难倒出 26.由于洞穴各洞口突出地面的高度各不相同，较高的洞口处空气流速快，压强小，较低的洞口处空气流速慢，压强大，这样，洞穴内的空气在气压作用下自然流动，从而改进洞穴内的通风状况 27. 略 汽车成倍的超载，对地面的压强也成倍增大 28.深度 相等 29. 在杯子中加水，放入鸡蛋，鸡蛋下沉；再往水中加盐，直至鸡蛋悬浮，再用密度计测盐水密度即为鸡蛋密度 悬浮时物体的密度等于液体的密度 30. 6.75 1.50 在物体未完全浸在水中时，所受浮力随h的增大而增大 物体完全浸没时，浮力与h无关 B 31. 729.9N 32. 2.8103kg/m35