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- 2021-05-10 发布
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第十四章 压强和浮力知识归纳
1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力。
2.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。
3.压强公式:P=F/S ,式中p单位是:帕斯卡,简称:帕,1帕=1牛/米2,压力F单位是:牛;受力面积S单位是:米2
4.增大压强方法 :(1)S不变,F↑;(2)F不变,S↓ (3) 同时把F↑,S↓。而减小压强方法则相反。
5.液体压强产生的原因:是由于液体受到重力。
6. 液体压强特点:(1)液体对容器底和壁都有压强,(2)液体内部向各个方向都有压强;(3)液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;(4)不同液体的压强还跟密度有关系。
7.* 液体压强计算公式:,(ρ是液体密度,单位是千克/米3;g=9.8牛/千克;h是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是米。)
8.根据液体压强公式:可得,液体的压强与液体的密度和深度有关,而与液体的体积和质量无关。
9. 证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。
10.大气压强产生的原因:空气受到重力作用而产生的,大气压强随高度的增大而减小。
11.测定大气压强值的实验是:托里拆利实验。
12.测定大气压的仪器是:气压计,常见气压计有水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)。
13. 标准大气压:把等于760毫米水银柱的大气压。1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。
14.沸点与气压关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
15. 流体压强大小与流速关系:在流体中流速越大地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
16.浮力:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力。浮力方向总是竖直向上的。(物体在空气中也受到浮力)
17.物体沉浮条件:(开始是浸没在液体中)
方法一:(比浮力与物体重力大小)
(1)F浮 < G ,下沉;(2)F浮 > G ,上浮 (3)F浮 = G , 悬浮或漂浮
方法二:(比物体与液体的密度大小)
(1) F浮 < G, 下沉;(2) F浮 > G , 上浮 (3) F浮 = G,悬浮。(不会漂浮)
18.浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。
19.阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力。(浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力)
20.阿基米德原理公式:
21.计算浮力方法有:
(1)称量法:F浮= G — F ,(G是物体受到重力,F 是物体浸入液体中弹簧秤的读数)
(2)压力差法:F浮=F向上-F向下
(3)阿基米德原理:
(4)平衡法:F浮=G物 (适合漂浮、悬浮)
22.浮力利用
(1)轮船:用密度大于水的材料做成空心,使它能排开更多的水。这就是制成轮船的道理。
(2)潜水艇:通过改变自身的重力来实现沉浮。
(3)气球和飞艇:充入密度小于空气的气体。
A B 图1 C D
1.如图1所示,一个上海世博会的吉祥物海宝在地面表演几种情景,对地面的压强最大的是
A B 图2 C D
2.青藏铁路建成后.乘高原列车去西藏旅游的人越来越多.与普通列车相比,高原列车内还配有供氧系统和医疗应急系统,这样做是因为高原上
A.大气压强小,空气中含氧量小
B.大气压强大,空气中含氧量大
C.大气压强小,空气中含氧量大
D.大气压强大,空气中含氧量小
3.有些公共汽车配备逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破车窗玻璃逃生.为了更容易打破玻璃,逃生锤外形应选择图2中的
4.动物的生理结构是它适应自然,长期进化的结果,为它的生存起到了重要作用,下列实例用物理知识来解释不正确的是
A.啄木鸟嘴的尖喙能够让它在啄木时对树木产生很大的压强,从而啄穿树木
B.壁虎脚掌上的吸盘,能利用大气压强把自己牢牢地粘在墙壁上
C.骆驼脚掌宽大可以增大它对地面的压强,方便在沙漠中行走
D.深海鱼到浅海后由于水压的减小所以不能成活[来源:学&科&网]
图3
5.著名的“木桶理论”(如图3):是指用木桶来装水,若制作木桶的木板参差不齐,那么它能盛下水的容量,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定,所以它又被称为“短板效应”.那么决定木桶底部受到水的压强大小的是
A.木桶的粗细 B.木桶的轻重
C.最短的一块木板 D.最长的一块木板
6.如图4是同学们在家庭实验室中的一些小制作、小发明,对其解释不正确的是
A.甲图中用圆珠笔芯制作的密度计,铜笔头向下是为了降低重心,增加稳定性
B.乙图是制作的水气压计,试管口的塞子要多打孔与大气相通
C.丙图潜艇的制作原理是通过排水、吸水的方法改变其重力,实现沉与浮
D.丁图是一个冷热水混合淋浴器,它利用了压强与流速的关系
图5
图6
图7
图4
7.我国已制造出世界上快的高速列车,运行速度可达 380km/h.这种列车进站速度要比普通列车大一些. 为避免候车乘客被“吸”向火车的事故发生,站台上的安全线与列车的距离也要更大些.这是因为列车进站时车体附近
A.气流速度更大、压强更小
B.气流速度更大、压强更大
C.气流速度更小、压强更大
D.气流速度更小、压强更小
8.目前,制造中国自己航母的呼声越来越高,如图5所示是某位网友提供的中国航母的设想图.一艘航母的舰载机飞离航母后,则有
A.航母将上浮,所受浮力减小
B.航母将下沉,所受浮力增大
C.航母将下沉,所受浮力减小
D.航母始终漂浮,所受浮力不变
9.如图6所示,把一个马铃薯放入浓盐水中,马铃薯处于漂浮状态,如果将水面以上的部分切去,则剩下部分的马铃薯将会
A.漂浮 B.悬浮 C.下沉 D.不能判断
10.如图7所示,一把太阳伞固定在地面上,一阵大风吹来,伞面被“吸”, 严重变形.下列有关这一现象及其解释,正确的是[来源:学科网]
A.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速大于下方
图7
B.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大于下方
C.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小于下方
D.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速小于下方
11.下列现象中,不属于利用大气压强的是
A.自来水笔吸墨水 B.茶壶上留有小孔
C.贴在墙上的吸盘式挂衣钩 D.高压锅煮饭
12.下列属于利用浮力升空的是
A.飞机 B.飞艇 C.风筝 D.火箭
13.一艘轮船从河里驶入海里,会发生变化的是
A.船的重力 B.船受到的浮力
C.船排开液体的重力 D.船排开液体的体积
14.你双脚站立时对地面的压力和压强分别为和,单脚站立时对地面的压力和压强分别为和,则
A.=,= B.=,
C., D.,=
15.关于物体受到水的浮力,下面说法中正确的是
A. 漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
C. 同一物体排开水的体积越大受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越小
16.下列关于压力和压强的说法正确的是
A.单位面积上受到的压力越大,压强越大
B.受力面积越大,压强越小
C.重力越大,压力越大
D.压力越小,压强越小
17.下列实例中说法不正确的是
A.吸盘挂钩利用大气压强工作
B.用细线切年糕是增大压强
C.刀口磨的锋利主要是增大摩擦
D.机翼靠上下表面存在压强差获得升力
18.在以下情况中,带“.”物体所受浮力增大的是
A.大江中的石块被冲入大海 B.长江中的轮船驶入大海
C.海面下正在上升的潜水艇 D.停泊在海港内的轮船卸载货物
19.坦克越过水平路面的壕沟时,有一个简便办法:坦克上备有气袋,遇到壕沟把气袋放下去,给气袋充满气,坦克通过壕沟就像走平地一样.设坦克的质量为4×104,履带着地的总面积为5,当坦克的前一半履带压在气袋上时,坦克对气袋的压强是(坦克前后是对称的,为10)
A.4×103 B.8×103 C.4×104 D.8×104
20.在冬季,剩下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护觉得很紧,不易拔出来,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
图8
图9
图10
图11
C.瓶内气体温度降低而把瓶塞粘住
D.瓶内压强减小,大气压把瓶塞压紧
二、填空题(共10小题,每空1分,计20分)
21.2010年4月14日,青海省玉树地区发生大地震,这一地区的海拔较高,空气稀薄,大气压__________1标准大气压,由于水的沸点___________100℃,这一地区的食物也很难煮熟.(均选填“大于”、“等于”、或“小于”).
22.如图8所示,小明把一纸条靠近嘴边,在纸条的上方沿水平方向吹气时,纸条会向_____选填“上”或“下”)偏移,这个现象说明,气体流动时,流速__________的地方压强小.
23.如图9,是中国2010年上海世博会的核心建筑之一——中国馆.其超大的地基是通过___________的方式,减小了建筑主体对地面的压强.白天看到的中国馆外观呈现中国红,是因为它能___________太阳光中的红光.
24.如图10,在水平地面上铺一张方格纸,质量为54Kg的人左脚单脚站立时,在方格纸上留下的鞋底贴地部分的轮廓.每一个方格的面积为4×10-4m2,数方格时,超过半格的算一格,不足半格的忽略不计,请回答:此人左脚单脚站立时,与地面接触面积大约是 m2,对地面的压强大约是 Pa,(取g=10N/Kg)
25.2009年世界游泳锦标赛上,德国选手保罗·比德尔曼穿上了一款高科技连体泳本.这款泳衣表面采用轻型聚合材料,能够捕获空气增加排开水的体积,从而增加运动员在水中受到的 ;同时它还使运动员身形光滑,从而减少了人体与水之间的 .
26.2010年1月29日全球最大的太阳能动力船“星球太阳号”,在德国基尔下水如图11,开始行程4万公里,需140天的环球之旅.船最大排水量60吨,则受到的最大浮力是__________N.环球之旅的平均速度为______km/h.
(g=10N/kg,结果保留一位小数)
27.俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉.漂浮的西瓜受到的浮力 李子受到的浮力,西瓜的密度 李子的密度(选填“大于”、“小于”或“等于”).
28.要使一块质量为30g的橡皮泥漂浮在水面上,你的做法是_______,此橡皮泥漂浮时所受浮力是_______N.(g取10N/kg)
29.自行车车轮的外表面都有凹凸不平的花纹,这是为了_____ __,菜刀的刀刃要做得很薄,这是为了__ _ ____.
30.某潜水艇从长江潜行到东海执行任务.若它悬浮在江面下所受的重力、浮力分别为、,悬浮在海面下所受重力、浮力分别为、,则 , (填“大于”.“小于”或“等于”).
31.小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验.如图12所示.
图12
(1)实验中小明是通过观察 来比较压力作用效果的.
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是:
.
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较图
所示实验.
(4)小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图所示.他发现
它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关.你认为他在探究过程中存在的问题是:
.
32.某探究学习小组为了研究“大气压随高度的变化规律”,从一只登山队那里获取了下表所示的数据.
(1)请你根据表中的数据,在图13中所示坐标中作出大气压随高度变化的图像.根据表中数据,结合图像可以看出大气压随高度变化的数量关系大致为: .当高度为1时,大气压约为 .
(2)当高度为3000时,已到了大气层的边缘,此处的大气压约为 .除了高度,大气压可能与 有关.(写出一种即可)
33.平常我们吃熟鸡蛋时,发现被蛋白质包围的蛋黄是圆球形的,那么生鸡蛋的蛋黄形状是否也是圆球形的呢?为探究这个问题,某同学在老师的指导下做了下面的实验,同时还查阅了相关材料.
步骤一:取一只玻璃杯,里面盛小半杯清水,在清水里加入一大滴菜油,发现菜油滴到水面上后呈薄片浮于水面;
步骤二:再取一定量的酒精,沿着杯壁慢慢倒入水中,发现随着倒入酒精量的增多,油的薄片慢慢变小,厚度渐渐增加,变成扁球形,最后演变成圆球形,悬浮在酒精溶液中.
小资料:当油滴处于悬浮状态时,表面张力会使它的表面积可能缩小到最小值,而在体积一定的条件下,以球形的表面积为最小.
对上述实验过程进行分析后完成下列问题;
(1)推测生鸡蛋中蛋黄的形状是 形;
(2)请从密度的角度分析油滴处于悬浮状态的原因: .
(3)该实验体现了哪一种科学探究方法? .
34.小明在生活中发现木块总浮在水面,铁块却沉入水底,由此他提出两个问题:问题1:浸入水中的铁块是否受到浮力?
问题2:浮力大小与哪些因素有关?
图14
为此他做了进一步的猜想,设计并完成了如图14所示实验.
(1)(b)、(c)
图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块 (选填“受到”或“不受到”)浮力;
(2)做 (选填字母)两次实验,是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关;
(3)做(d)、(e)两次实验,是为了探究浮力大小与 的关系.
35.如图所示,是小明为防止家中停水而设计的贮水箱。当水箱中水深达到1.2m时,浮子A恰好堵住进水管向箱内放水,此时浮子A有体积露出水面(浮子A只能沿图示位置的竖直方向移动)。若进水管口水的压强为1.2×105Pa,管口横截面积为2.5㎝2,贮水箱底面积为0.8m2,浮子A重10N。求:
(1) 贮水箱能装多少水?
(2) 浮子A的体积应多大?
解:⑴V=Sh=0.8m2×1.2m=0.96m3
M=ρV=1.0×103㎏/m3×0.96m3=960㎏
⑵当浮子恰好堵住出水管时,
F浮=GA+F压
F压=pS=1.2×105Pa×2.5×10-4m2=30N
ρ水Vg= GA+F压=10N+30N
V=6×10-6m2
36.有一艘质量为2.0×106kg的运输船,在一次海难中沉入海底,打捞船利用超声波测出沉船到海面的距离约100m;潜水员潜入海底,找到沉船的一个舱盖,面积约0.5m2,打开它进入船舱,察看情况,以便制定打捞方案,打捞沉船的方案之一是用许多浮力代绑在船身上,每个浮力袋的体积约10m3,利用这些浮力袋受到的浮力使船上浮(海水的密度是1.03*103kg/m3)求:(1)海水对舱盖的压强(2)根据题目提供的信息,请你再求出两个物理量。
解:⑴舱盖受到的压强:
⑵运输船的重
海水对舱盖的压力:
每个浮袋受到海水的浮力
使船上浮,大约需要浮力袋的个数:
37.如图20所示,将一块重为3N,体积为100cm3的石块,用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中,容器中水的深度由10cm上升到12cm. (容器的重力和容器壁的厚度忽略不计,g=10N/kg). 求:
(1)石块所受浮力;
(2)容器中水的重力;
(3)细线松动,石块沉到容器底静止后,容器对水平地面的压强.
解:(1)F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N …………2分
(2) …………1分
V水=Sh=50cm2×10cm=5×102cm3 ………………1分
G水=m水g=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×5×102×10-6m3=5N…………1分
(3) …………1分
38.边长均为2cm实心正方体的木块和铁块,木块密度为0.6×103kg/m3. 将它们放入水中,待其静止时,分别求出木块和铁块受到的浮力(g=10N/kg).
解:,∴木块漂浮(不计分值)
(1)F浮木=G=mg=ρ木gV==0.6×103kg/m3×10N/kg×8×10-6m3=0.048N…………3分
∵, ∴铁块下沉(不计分值)
(2)F浮铁=ρ木gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-6m3=0.08N …………3分
39.考古工作者要打捞沉在河底的一块古代石碑,他们先潜入水下清理石碑周围的淤泥,然后在石碑上绑一条绳子,拉动绳子提丐石碑。如果石碑的质量为80kg,在水中匀速提起时所需拉力为480N,求石碑在水中受到的浮力和石碑的密度。(设河水的密度为1.0*103kg/m3,g=10N/kg)
解:
40.一边长为10cm 的正方体石蜡块,质量是900g。求:,
⑴.石蜡块的密度;
⑵.将石蜡块放在水平桌面中央,桌面受到的压强(g 取10N/kg);
⑶.将石蜡块浸没在酒精中,石蜡块受到的浮力(酒精= 0.8×103kg/m3)。
解:⑴石蜡块的质量m = 900g = 0.9kg 体积V = (0.1)3m3 = 10-3m3…………………①
石蜡块的密度石蜡 = = = 0.9×103kg/m3…………………………②
⑵桌面的受力面积S = (0.1)2m2 =10-2m2 桌面受到的压力F = G = mg
= 0.9kg×10N/kg = 9N………………………………………………………………③
桌面受到的压强p == = 900Pa………………………………………④
⑶ F浮 = G排 =酒精Vg …………………………………………………………………⑤
= 0.8×103kg/m3×10-3m3×10N/kg = 8N……………………………………⑥
评分标准:①②③④⑤⑥式各1分,共6分。
41.小亮在学习了“浮力”之后,做了一个观察鸡蛋悬浮的实验,共主要操作步骤如下:如图14所示,先在水平桌面上放置一个底面积为100cm2的圆筒形容器(厚度可忽略),向容器中注入10cm深的水,再取一个鸡蛋,称得其质量为55g,将它轻轻放入水中,发现鸡蛋沉至容器底部,此时测得水面升高了5mm,然后,向容器中加食盐并不停发搅动,直到鸡蛋恰好悬浮起来为止,请计算:
(1)容器中示放入鸡蛋时,水对容器底部的压强是多大(g=10N/kg)
(2)当鸡蛋悬浮起来时,盐水的密度是多少?
解:(1)p=ρ水gh=1.0×103㎏/m3×10N/㎏×0.15m=1.5×104Pa
(2)V蛋=Sh=100㎝2×5㎝=5×10-4m3
∵鸡蛋恰好悬浮
∴V排=V蛋=5×10-4m3
由F=ρ盐水g V排得
ρ盐水=F/g V排=G/ g V排=m/ V排=0.055㎏/5×10-4m3=1.1×103㎏/m3
42.把一个外观体积为17.8cm3的空心铜球放入水中,它恰好处于悬浮状态,已知铜的密度是8.9×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)空心铜球的重力;
(2)铜球空心部分的体积。
解:
(1)由空心铜球悬浮在水中可知 V排=V球=17.8cm3
根据阿基米德原理得
F浮=r液g V排=1.0×103×10×17.8×10-6=0.178N
由悬浮条件可知空心铜球的重力 G=F浮=0.178N
(2)由r=和G=mg 可知
空心铜球的实心部分体积 V实===2×10-6m3=2cm3
空心铜球中空心部分的体积 V空=V-V实=15.8cm3
43.2010年春,我国云贵地区出现了严重的旱灾,人畜饮水困难,许多群众需要到很远的地方挑水饮用.小宇同学在挑水时为防止水溅出桶外,在水面上放上一薄木板,如图16乙所示,木板有3/4的体积没入水中.若该木板的体积为200cm3,桶内水深为35cm.求:全品中考网
(1)薄木板受到的浮力.
(2)桶底受到水的压强.
图16
(3)若这担水总重360N,扁担与肩膀的接触面积为20cm2,则小宇肩膀受到的压强为多大?
(1)由题知v排=×200cm3=150cm3=1.5×10-4m3
那么木板受到的浮力为F浮=ρ水gv排=1000kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3 =1.5N
(2)桶底受到水的压强P=ρ水gh=1000kg/m3×10N/kg×0.35m =3.5×103N
(3)小宇肩膀受到的压强P/=== =1.8×105Pa
一、选择题(每小题2分,计40分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
A
C
C
B
A
A
A
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
B
D
B
C
A
C
A
D
D
二、填空题(共10小题,每空1分,计20分)
21.小于;小于. 22.上;大. 23.增大受力面积;反射.
24.2.16×10-2;2.5×104. 25.浮力;摩擦力(或摩擦).
26.6.0×105;11.9.27.大于;小于.28.做成空心;0.3>.
29.增大摩擦;增大压强. 30.<;<.
三、实验探究题(第31小题4分,第32~33小题每题5分,第34小题6分)[来源:学科网]
31.(1))压痕深浅程度;(2)压力作用效果与压力大小有关;
(3)甲丙;(4)没有控制压力不变.
32.(1)图见右.在海拔3000以内,大约每升高10,
大气压减小100.0.9×104.
(2)0.温度(天气、季节等).
33.(1)圆球;(2)水和酒精混合液(酒精溶液)的密度
等于油滴的密度;(3)B.
34.(1)受到;(2)c,d ;(3)液体密度.