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压强和浮力复习
(一)复习方法指导
1、压强
压力和压强是物理学中的重要概念,这一单元的内容有三个部分:
(1)压力压强的概念,固体压强的计算;
(2)液体的压强;
(3)大气压强;
压强是贯穿这一单元的主干,是本单元学习的重点,也是考试重点。学习时应注意以下几个问题:
一、抓住特点:对比进行复习。将有联系,而又不同的概念、公式等对比分析是学习物理常用的方法。
例如将压力与重力进行对比分析便于找出它们的区别和联系。
学习压强时,可将压强和压力进行对比分析;再如P=F/S,P=ρgh都是计算压强的公式,在运用它们分析、计算压强时,要注意它们的条件和适用范围,P=F/S适用于固体、液体和气体,常用来计算固体的压强,公式变形后,F=P·S常用来计算液体和气体对受力面的压力。而P=ρgh是液体压强计算公式,不能用它来计算气体压强。
二、由于固体和液体的性质不同,在计算它们的压力和压强时,要采用不同的方法。
在计算固体的压力、压强时,要先算压力后算压强,压强一般用P=F/S计算。
液体对容器底的压力不一定等于液体重力,所以在计算液体的压力,压强时要先用P=ρgh求压强,利用公式F=P·S求出液体对容器底的压力。
三、抓特性,简化分析和计算过程:
P=F/S一般用来求固体对受力面的压强。
P=ρgh一般用来计算液体在某一深度时的压强,但对于上下截面相同,密度相同的柱形物体、长方体等也可用P=ρgh计算固体压强,若容器为柱形容器,则容器内所盛液体对容器底的压力大小等于液体重,可以用公式P=F/S求液体的压强。
在归纳解题思路和方法时,不但要总结出一般规律,还要找出它们的特性,特殊的解题方法。
2、浮力:
浮力是初中学的重点和难点,也是中考的热点,涉及到的知识有,浮力的概念,阿基米德原理,浮沉条件及应用,知识综合性强,题目难度大,复习时应注意以下几点:
(1)采用对比的方法,弄清容易混淆的概念。
如“浸在”和“浸没”的区别。“排开液体的体积”和“物体的体积”的关系;“漂浮”与“悬浮”的区别……都可以通过对比,明确它们之间的区别和联系,加深对概念的理解。
(2)浮力问题经常应用到同一直线上二力的合成和二力平衡的有关知识,并在此基础上演化出同一直线上三力平衡或多个力平衡,所以在解决浮力综合题时,对选取对象进行受力分析有着很重要的意义。
浮力的综合题往往需综合运用力的平衡原理和阿基米德原理求解。
(3)在解决较难的浮力综合题时,还要应用密度公式、重力和质量的关系式,压力和压强公式等。这些知识的熟练掌握和运用对解浮力问题也起到很关键的作用。
(4)解决较难的浮力问题时,要明确解题思路,掌握一般浮力问题的解题步骤:
①分析物体的状态;
②对物体进行受力分析,并画出力的示意图;
③根据力的平衡原理列方程求解。
(5)较复杂的浮力问题:物体所处的状态往往是变化的。无论物体所处状态发生几次变化,都要根据物体受力的不同状态,分别进行受力分析,列出几个对应的力的平衡方程,并逐个求解。
(二)例题解析:
例1、如图所示,物体受到的重力为9.8N,用29.4N的力垂直于墙压住物体,,则墙壁受的压力是(  )
A、9.8N  B、19.6N  C、29.4N  D、39.2N
分析与解:
本题关键是能正确区别压力和重力,明确压力不一定都是由于重力产生的,墙壁受到的压力与重力无关,压力等于29.4N。
答案:正确的选项是C。
说明:
(1)压力不是重力,要通过对比将压力与重力区别开。
(2)要会作压力示意图。
例2、图钉尖的面积是0.3mm2,图钉帽的面积是0.75cm2,往墙上按图钉时,手对钉帽的压力是15N,求:
(1)手对钉帽的压强是多少?
(2)钉尖对墙的压强是多大?
分析:
这是一道固体压强的问题:利用P=F/S解题时,应先在已知条件里将单位统一成国际单位。
本题中墙受到钉尖的压力与手对钉帽的压力相等,是重要的隐含条件,是解此题的关键。
已知 
 =0.3mm2=0.3×10-6m2
 =0.75cm2=0.75×104m2
求:(1) 
   (2) 
解: 
 =15N/0.75×10-4m2=2×105Pa
 =15N/0.3×10-6m2=5×107Pa
答:手对钉帽的压强是2×105Pa,钉尖对墙的压强是5×107Pa。
说明:
(1)由压强公式P=F/S和本题的计算结果可知,当压力F一定时,压强跟受力面积成反比,受力面积越小压强越大。
钉帽的面积是钉尖面积的250倍,钉尖对墙的压强是钉帽受到手的压强的250倍。图钉尖的面积做的小,是为了增大尖对墙的压强,图钉帽的面积大,是为了减小手指受到的压强。
实际生活中,剪子、斧头等用过一段时间要磨一磨,就是在压力一定时,减小受力面积,以增大压强。
坦克、拖拉机有宽宽的履带、铁路的钢轨辅在枕木上,就是在压力一定时增大受力面积,以减小对地的压强。
(2)在压力一定时,也可以用比例法求钉尖对墙的压强。
解:∵ 
 ,
∴ 
 , 
 ,
 = 
 ×2×105Pa=5×107Pa
例3、甲、乙两容器的大小、形状相同的容器都放在水平面上如图所示。
(1)若两容器内装满水时,水对容器底的压强分别为P甲、P乙,水对容器底的压力分别为F甲和F乙,则P甲______P乙,F甲_______F乙。(填“>”“<”或“=”)
(2)若两个容器装入质量相等的水,水未装满,此时水对容器底部的压强分别为P甲',P乙',对容器底部的压力分别为F甲',F乙',则P甲'______P乙';F甲'_____F乙'。(填“>”“<”或“=”)
分析:
(1)当容器装满水时,甲、乙两个容器底部所在的深度相同,又装的是同一种液体,密度一定,由公式P=ρgh可知P甲=P乙。
再根据F=P·S,甲容器的底面积大于乙容器底面积,所以F甲>F乙。
(2)若甲、乙两容器装有质量相同的水,但水未装满时如图所示,甲容器底所在的深度小于乙容器底所在的深度,h甲乙,因为ρ液一定,所以P甲'乙',又因为S甲>S乙,用F=P·S无法比较出F甲'、F乙'的大小,在这种情况下,可用容器内的液量G液作中间量,因为F甲'>G液,F乙'液,两容器内液重G液相同,所以,F甲'>F乙'。
说明:
(1)比较或计算上、下粗细不同的容器底部的压力和压强,一般的解法先用P=ρgh求压强,再用公式F=P·S求压力。
(2)比较容器底部受的压力还可以用容器内的液体重为中间量,比较容器底的压力F与液体重G液的大小。
例4、A、B两物体质量相等,将它们投入水中时,A漂浮,B悬浮,比较它们受到的浮力FA、FB和排开水的体积V1、V2的大小(  )。
A、FA=FB,V12  B、FAB,V12  C、FA=FB,V1=V2  D、FA>FB,V1=V2
分析:
AB两物体的质量相同,所受的重力相同,投入水中后,A漂浮,B悬浮,根据漂浮和悬浮条件
F浮=G物可知,AB两物体所受的浮力相等,即:FA=FB,由此结论可以排除B和D。
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,A、B两物体浸入同种液体中,ρ液相同,F浮也相同,由此可以推断V排也相同,即A、B两物体排开液体的体积V1=V2。
答案:正确的选项是C。
例5、体积相同的三个物体A、B、C放入水中,物体静止时处于图中所示的状态,A、B、漂浮,C沉底,下列说法正确的是(  )。
A、A、B受的浮力一样大。
B、C受的浮力最大。
C、物体C的密度最大。
D、物体A、B的密度一样大。
分析:
根据阿基米德原理F浮=ρ液gh排可以判断A、B、C三物体所受的浮力谁大;A、B、C都浸入水中ρ液同,三个物体的体积是相同的,A、B漂浮,C沉底,物体C排开水的体积大于A和B,根据阿基米德原理,决定浮力大小的两个因素是ρ液和V排,在ρ液相同时,V排大的物体所受的浮力也大。因此,选项A、B中正确的是B。
用密度比较法可以判断物体C的密度最大。因为C沉入水底,说明C的密度大于水,即ρC>ρ水,又因为AB都漂浮水面,A和B的密度都小于水,由此可知C是对的。
判断物体A、B的密度谁大可用漂浮条件和阿基米德原理,因为A、B都是漂浮,所以A、B所受的浮力都等于重力。即FA=GA,FB=GB,根据阿基米德原理F浮=ρ液gh排,ρ液相同,V排B>V排A,所以有FB>FA,GB>GA,mB>mA,即B重大于A重,B的质量大于A,又因为A、B体积相同,所以AB的密度不同,D是错误的。
答案:正确的选项是B和C。
说明:
(1)判断浮力大小的方法,一是用阿基米德原理,浮力大小F浮由液体密度ρ液和排开液体的体积V排决定,二是漂浮悬浮条件F浮=G物。
(2)用密度比较法可以比较浸入液体中的物体的密度大小,即:漂浮时ρ物<ρ液,悬浮时ρ物=ρ液,下沉时,ρ物>ρ液。
例6、一木块漂浮在水面上,静止时,浸入水中的体积是360cm3,求:
(1)木块所受的重力是多少N?
(2)若在木块上加2.4N竖直向下的压力,木块恰好全部浸没水中,木块的密度多大?
分析与解:
以木块为研究对象,先分析木块的状态,再分析木块在不同状态下的受力情况,列出力的平衡方程。
(1)木块漂浮时,它受到重力和浮力两个力的作用,G木与F浮是一对平衡力。已知木块浸入水中的体积V 排和水的密度ρ水,可用阿基米德原理求出浮力,再用漂浮条件G物=F浮求出木块重。
F浮=ρ水gV排
=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×3.6×10-4m3
=3.6N
G木=F浮=3.6N
(2)加上2.4N压力后,木块受三个力:浮力、重力和压力。木块恰好全部浸没水中V排'=V木。
F浮'=F压+G木。
ρ水gV排'=2.4N+3.6N=6N
ρ水gV木=6N……①
木块漂浮时,G木=F浮
ρ木gV木=3.6N……②
①式÷②式:ρ木=0.6×103kg/m3
(三)练习题:
1、如图:铜铁两个圆柱体的高度相同,将它们放在水平桌面上,比较桌面受到的压强(  )[ρ铜>ρ铁]
A、铜柱体对桌面的压强大。
B、铁柱体对桌面的压强大。
C、铜、铁柱体对桌面的压强一样大。
D、无法判断。
2、如图所示:将一个两端开口的玻璃筒的下端盖上一块薄塑料片A,竖直插入水中,塑料片离容器底10cm,容器内水深30cm,缓慢地在玻璃筒里注入煤油,筒里煤油深_______cm时,塑料片将会下落。(ρ煤油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
3、边长1dm的正方体铝块,浸没在水中如图,它的上表面离水面20cm,求铝块受到的浮力是_______N?(ρ铝=2.7×103kg/m3)
4、重39.2N的金属球挂在弹簧秤下,将球浸没在水中时,弹簧秤的示数是34.3N,则金属球受的浮力是_______N,它的体积是__________m3,密度是_________kg/m3。
5、一个底面积为200cm2的柱形容器内盛有一定量的水,把它放在水平桌面上,将一个塑料小船放在容器中的水里,小船能漂浮在水面上,这时水对容器底的压强增大了150Pa,如图(甲)所示,若用力将小船压入水中,静止时,容器底对小船的支持力是1.8N,如图(乙)所示,求塑料船的密度?
答案:
1、A
2、25
3、9.8
4、4.9N,0.5×10-3,8×103
5、
解:
(甲)图中:小船漂浮在水面上时,水对容器底增大的压力等于船重。
G船=ΔF压=ΔP·S=150Pa×200×10-4m2=3N
(乙)图中,沉入水底的船受三个力,重力、支持力和浮力,且
F浮=G船-N支=3N-1.8N=1.2N
∵船浸没,小船的体积,
∴V船=V排= 
 =1.2N/103kg/m3×9.8N/kg=1.2×10-4m3
小船的质量m船=G船/g=3N/9.8N/kg
小船密度ρ船=m船/V船=3N/1.2×10-3kg/m3×9.8N/kg=2.5×103kg/m3。
浮力和压强测试
一、填空题
1、  将物体挂在弹簧秤上,在空气中称,弹簧秤的示数是25N;将物体浸没在水中称,弹簧称的示数是15N,这个物体受到的浮力是    N。将物体的一半浸没在水中,弹簧秤的示数是    N。这个物体的总体积是    m3,物体的密度是    kg/m3。(g取10N/kg)
2、两物体放在水平桌面上,它们质量之比是1:2,与桌面接触面积之比是2:1,则它们对桌面的压力之比是____________,对桌面的压强之比是_____________。
3、质量为79kg的铁块,浸没在水中时,铁块排开水的体积是    m3,排开水重为   N,铁块受到的浮力是    N。(ρ铁=7.9×103kg/m3)
4、自来水龙头距地面的高度是1m,跟水龙头相连的压强计的读数是3.3×105pa,那么,水塔里的水面距地面的高度是___________m。(g=10N/kg)
5、一艘轮船在河里航行时的排水量是105t,它受到的浮力为    N。从河里开到海里,它受到的浮力    (填“变大”、“变小”或“不变”),由于河水密度    海水密度,(填“大于”、“小于”、“等于”)船从河里开到海里排开液体体积    (填“变大”、“变小”、“不变”)。
6、针的顶端做得很尖,是因为在压力一定时__________可以__________压强。载重汽车的车轮比小轿车的车轮多且大,是因为在压力一定时_________可以_________压强。
7、冰块的密度是0.9×103kg/m3,体积是0.005m3的冰放入水中静止时处于  状态,冰块受到的浮力是    N。把此冰块放入煤油中(ρ煤油=0.8×103kg/m3)将    ,(填“漂浮”、“下沉”、“悬浮”)冰块静止时受到的浮力是    N。
8、船底破了一个洞,洞的面积约为10cm2,船底距河底0.5m,水深3m。为了把洞堵住,堵塞物必须经受得住的压力大小为___________N。
9、重5N,体积是0.6dm3的物体投入水中,静止后,此物体受浮力为    N。
10、如图所示,底面积相同的两个容器A、B,里面装有深度相同的水,现在分别放入质量相同的木块,比较两容器底部增加的压力ΔFA___________ΔFB。(填:“>”“<”“=”)
二、选择题
1、用打气筒向盛有沸水的密闭烧瓶内打气,出现的现象是(  )
A、水沸腾得更剧烈  B、水停止沸腾  C、水间断性沸腾  D、无法判断
2、潜水艇潜入水下越深,受到水的压强和浮力是(  )。
A.压强越大,浮力越小    B. 压强越大,浮力不变
C.压强不变,浮力不变    D. 压强越小,浮力越大
3、将一个实心球分别放入水、煤油和水银中,如图所示,该球所受浮力分别用F1、F2、F3表示,它们的大小关系是(  )。
A.F1>F2=F3     B. F1=F23
C.F3=F1>F2     D.F231
4、如果托里拆利实验不是用水银来做,而是改为用水来做,则玻璃管的长度最短应为(   )
A、 76cm   B、1m   C、10.34m   D、不能用水来测
5、重15N的物体,浸没于装满水的容器中后,溢出了5×10-4m3的水,此物体将(  )。
A.浮在水面上  B.沉在容器底   C.悬浮于水中   D.无法判断
6、.弹簧称下挂一物体。若将物体浸没在水中,弹簧秤的示数是物体在空气中的1/3,则这个物体的密度是(  )。
A. 
 ×103kg/m3     B. 
 ×103kg/m3
C. 
 ×103kg/m3     D.3×103kg/m3
7、完全一样的两个物体M,分别在金属块甲、乙的作用下在水中处于静止状态,如图所示,金属块甲用细绳吊于物体M下方,金属块乙放在M上方,恰好使M浸没于水中,则(  )。
A.甲的重力小于乙的重力
B.甲的重力大于乙的重力
C.甲的体积大于乙的体积
D.甲的体积可能等于乙的体积
8、一金属块浸没在盛满酒精的杯中时,溢出8g酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),若将该金属块的一半体积浸入盛满水的杯中时,溢出水的质量是(  )
A、16g   B、10g   C、8g   D、5g
9、有一支长蜡烛的底部粘连一块小铁片,使蜡烛能直立于水中,并有一部露出水面,如图所示,若用刀将露出水面部分的蜡烛切去后再放入水中,则剩余部分将(  )
A、下沉  B、上浮  C、悬浮  D、既不下沉也不上浮,断面   刚好与水面平齐
10、有一均匀物块悬浮在酒精和水的混合液中,要使物体上浮,则应(  )
A、往量筒内加纯酒精     B、往量筒内加水
C、使量筒倾斜一定的角度   D、把物块分成两半后,再放入量筒内
三、实验题
把图所示实验中观察到的弹簧秤和量筒的示数记录在表格中,并计算出相应的物理量。
物重(N)
物体在水中弹簧秤的示数(N)
物体受到的浮力
(N)
物体排开水的体积
(m3)
物体排开的水重
(N)
从实验中得到的结论是               。
四、计算题
1、一个密度为0.6×103kg/m3的木块,体积为0.01m3,用绳子系在池底如图所示,此时木块受的浮力是多少N?绳子上的拉力是多少N?
2、如果砖所能承受的最大压强是8.82×105pa,那么利用密度为1.8×103kg/m3的砖最多能建多高的大墙?
3、如图所示,有一个底面积为30cm2的容器,内装有8N重的酒精, 深为15cm,求容器底部受到的压力和压强各是多少?(ρ=0.8×103kg/m3)
4.把一木块放入酒精中,若在木块上面放质量为500g的物体时,木块恰好全部浸入酒精中,若拿去重物,则木块有2/3的体积浸在酒精中,求木块的体积是多少m3?密度是多大?(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)
答案
一、填空题
1.10,20,10-3,2.5×103
2. 1:2;1:4
3. 10-2,98,98
4. 34m
5. 9.8×108,不变,小于,变小
6.减小受力面积,增大;增大受力面积,减小
7. 漂浮,44.1,下沉,39.2
8. 24.5
9. 5
10. >
二、选择题
1.B   2.B   3.C   4.C   5.B   6.C   7.B、D   8.D   9.B   10.B
三、实验题:
物重(N)
物体在水中弹簧秤的示数(N)
物体受到的浮力
(N)
物体排开水的体积
(m3)
物体排开的水重
(N)
1.96  N
0.98N
0.98 N
10-4 m3
0.98 N
结论:
从实验中得到的结论是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的受到的重力
四、计算题
1.98N,39.2N
2.50m
3.3.52N, 1176pa
4.1.875×10-3m3,0.77×103kg/m3
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