第14 章 壓強和浮力【知識網(wǎng)絡圖示】來源:中#國教#育出#版網(wǎng)壓力的定義：垂直壓在物體表面上的力來源:中_教_網(wǎng)z_z_s_tep定義：物體單位面積上受到的壓力壓強的概念公式：p=單位：帕斯卡(牛米2)，簡稱帕，符號為Pa來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.com增大或減小壓強的方法改變壓力大小改變受力面積大小產(chǎn)生原因：液體受重力，且具有流動性來源:zzstep.com對容器底、側壁、液體內(nèi)部都有壓強規(guī)律壓強隨深度的增加而增大液體的壓強同一深度向各個方向的壓強相等來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.com跟液體的密度有關系壓強計算公式:p (可推導出p=gh)測量工具：壓強計來源:中_教_網(wǎng)z_z_s_tep實際應用：連通器、船閘等來源:zzstep.com壓強和浮力大氣壓的存在大氣壓產(chǎn)生原因：空氣受重力作用，且具有流動性來源:中|國教|育出|版網(wǎng)證明大氣壓存在的實驗：馬德堡半球?qū)嶒灒捍髿鈮簭姕y定大氣壓大氣壓的變化：隨高度的增加而減小來源:zzstep.com 液體沸點與大氣壓的關系： 大氣壓的應用：活塞式抽水機、離心式水泵等氣體的壓強和流速的關系：流速大，壓強?。涣魉傩?，壓強大浮力：阿基米德原理：F浮=G排上浮：F浮G，液物，向上運動物體浮沉條件漂浮：F浮G，液物，部分體積露出液面來源:中+教+網(wǎng)z+z+s+tep浮力懸?。篎浮G，液=物，在液體內(nèi)部任意位置下沉：F浮G，液物，向下運動浮力的應用輪船：漂浮條件及應用來源:中教網(wǎng)zzstep潛水艇：靠改變自身的重力來實現(xiàn)浮沉氣球和飛艇：靠充氣或放氣改變浮力實現(xiàn)浮沉來源:中教網(wǎng)例題一、知識性專題專題1 固體壓強來源:中+國教+育出+版網(wǎng) 例1 你有這樣的體會嗎?睡在“席夢思”軟床上比睡在硬板床上舒服得多一個質(zhì)量為60 kg的人，仰躺在硬板床上和“席夢思”軟床上時，身體與床的接觸面積分別約為0.1 m2和0.4 m2請你通過計算壓強來比較一下為什么睡在“席夢思”軟床上更舒服(g10 N來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.comkg) 來源:z|zs|tep.com專題2 液體壓強 例2 甲、乙、丙三支相同的試管中都裝有相同質(zhì)量的水，現(xiàn)在把甲豎直放置，乙、丙傾斜放置(水未流出)，如圖14-142所示，則哪支試管底部受到水的壓強大 ( )來源:中+國教+育出+版網(wǎng) A甲試管 B乙試管 C丙試管來源:z|zs|tep.com D甲、乙、丙試管受到水的壓強相同 來源:zzstep.com專題3 浮力 例3 如圖14-143所示，把甲、乙、丙三個小球放入水中，已知V甲V乙，m乙m丙，則受到浮力最大的是 ( )來源:中&教&網(wǎng)z&z&s&tep A甲球 B乙球 C丙球來源:中國教育出版網(wǎng)zzs tep.com D無法判斷二、規(guī)律方法專題專題4 浮力的解題思路來源:z,zs,tep.com【專題解讀】浮力是力學中綜合性最強的知識，它與體積、質(zhì)量、密度、二力合成、二力平衡及壓強的知識緊密相關，所以它既是重點又是難點 對于浮力知識可以高度概括兩點：來源:中教網(wǎng)(1)阿基米德原理：F浮液 gV排，從公式中看出浮力的大小只與液體的密度和排開液體的體積有關，而與物體所處深度，物體的密度、體積等因素無關當物體全部浸在液體里時，V物V排；當物體部分浸在液體中時，V物V排來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.com (2)根據(jù)對物體的受力分析，列出力的關系式，是浮力與重力、拉力、壓力之間建立起來的橋梁，這也是判斷物體狀態(tài)和解浮力題的關鍵 根據(jù)上述理解，我們確定解浮力題的基本思路有四步：來源:中,教,網(wǎng)z,z,s,tep 確定研究物體，并對物體進行受力分析 在受力分析的基礎上，列出力的關系式 把阿基米德原理公式或密度、重力的計算公式代入關系式來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.com 根據(jù)已知條件解出所求量 例4 小晨同學注意到新聞經(jīng)常說國際原油價格漲至多少美元一桶，又說我國進口每噸原油提高多少元他不知道原油的單位“桶”和質(zhì)量常用單位“噸”之間有什么關系他來源:中&國教&育出&版網(wǎng)設法獲得原油樣品若干，將密度為0.6103 kgm3、體積為100 cm3的木塊放入原油中，木塊漂浮在油面上，有的體積露出油面(g取10Nkg) (1)求木塊受到的浮力來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.com (2)若每只桶的容積為m3，則1噸原油等于多少桶?專題5 計算浮力的四種方法【專題解讀】 (1)浮力等于物體受到液體對它向上和向下的壓力差即F浮F向上-F向下.來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.com (2)浮力等于物體的重力減去物體浸在液體中受到的拉力，即F浮G-F拉 (3)根據(jù)阿基米德原理計算：F浮G排液液 gV排.來源:中國教育出版網(wǎng) (4)根據(jù)物體漂浮在液面或懸浮在液體中的條件F浮G物，應用二力平衡的知識求物體受到的浮力 例5 彈簧測力計下掛有一個重為12N、邊長為l0 cm的正方體合金塊，當把合金塊來源:中_教_網(wǎng)z_z_s_tep全部浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)為2 N，此時合金塊的上表面距水面05 m，求這個合金塊受到的浮力(g10 Nkg) 三、思想方法專題專題6 控制變量法來源:中|國教|育出|版網(wǎng)例7 研究液體壓強的實驗中所選用的器材，除水、鹽水外，還需 、 、 .某同學用壓強計研究液體的壓強時，記錄了5組數(shù)據(jù)，見下面表格；那么：來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.com實驗次數(shù)橡皮膜所處液體橡皮膜所處深度（cm）橡皮膜的朝向壓強計左右液面高度差（cm）1水40朝上32水40朝側面33水40朝下34水100朝下7.35鹽水100朝下8 (1)比較第 次實驗數(shù)據(jù)知：在同種液體的同一深度處液體向各個方向的壓強都相等 (2)比較第 次實驗數(shù)據(jù)知：液體的壓強隨深度的增加而增大來源:中+教+網(wǎng)z+z+s+tep (3)比較第 次實驗數(shù)據(jù)知：液體壓強跟液體密度有關 例8 在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時，班級的“物理小博士”為同學們做了如圖14-144所示的一系列實驗請你從中選出一些圖，針對某一個因素進行探究，并通過分析彈簧測力計的示數(shù)，說明你的探究結果來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.com專題7 等量代換法來源:中.教.網(wǎng)z.z.s.tep【專題解讀】 等量代換法是科學研究中常用的方法之一，是在不能測量或求出某個物理量的時候，通過求出與之相等的物理量來間接求出未知量的方法 例9 給你如下器材：一個圓形塑料吸盤、一塊玻璃、一根細線、一把刻度尺、一只來源:中教網(wǎng)量程足夠大的彈簧測力計，你能否用這些器材粗略地測出大氣壓的值?要求： (1)寫出實驗步驟 (2)寫出大氣壓強的計算公式來源:中*國教*育出*版網(wǎng)專題8 圖像法【專題解讀】圖像法在物理學中經(jīng)常利用，表示一個物理量隨另一個物理量的變化情況來源:zzstep.com，它可以直觀、形象地表示物理量間的變化規(guī)律例10 如圖14-145甲所示，將掛在彈簧測力計上的圓柱體金屬塊緩慢浸入水中(水足夠深)，在圓柱體接觸容器底之前，能正確反映彈簧測力計示數(shù)F和圓柱體下表面到水面來源:中_國教_育出_版網(wǎng)距離h的關系圖像是如圖14-145乙所示的 ( )【課堂檢測】來源:中#教#網(wǎng)z#z#s#tep一、選擇題1下列事例中；為了減小壓強的是 ( ) A注射器的針頭做得很尖 B壓路機上碾子的質(zhì)量很大來源:zzstep.com C載重汽車裝有許多很寬的車輪 D滑冰運動員的冰鞋上裝有冰刀2下列關于壓力和壓強的說法正確的是 ( ) A單位面積上受到的壓力越大，壓強越大 B受力面積越大，壓強越小來源:中+國教+育出+版網(wǎng) C重力越大，壓力越大 D壓力越小，壓強越小 3下列器具不屬于利用連通器原理工作的是 ( ) A鋼筆吸墨水 B船閘來源:中。國教。育出。版網(wǎng) C鍋爐水位計 D茶壺4如圖14-146所示的事例能減小壓強的是 ( )來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.com5把可樂瓶去掉瓶底，倒放，如圖14-147所示，把一乒乓球放入，堵住瓶口，往瓶內(nèi)倒水，對乒乓球受力分析正確的是 ( ) A重力、浮力、壓力 B浮力、壓力、支持力來源:中#教#網(wǎng)z#z#s#tep C重力、壓力、支持力 D重力、支持力、浮力6研究發(fā)現(xiàn)，同一物體在地球的不同緯度所受的重力不同， 物體越靠近赤道，所受重力越?。辉娇拷厍騼蓸O，所受重力越大一艘來源:中&國教&育出&版網(wǎng) 軍艦從我國青島港出發(fā)，前往位于赤道附近的亞丁灣執(zhí)行護航任務，若 海水密度及艦艇質(zhì)量不變，比較兩地，則該艦艇（ ） A在亞丁灣所受的浮力較小來源:zzstep.comB在亞丁灣所受的浮力較大 C在兩處所受的浮力相等 D在亞丁灣所排開海水的重力較大來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.com7如圖14-148所示是甲、乙兩種液體內(nèi)部壓強與深度關系的圖像，設液體甲的密度為甲，液體乙的密度為乙，則甲和乙的關系是 ( ) A甲乙 B甲乙來源:中|教|網(wǎng)z|z|s|tep C甲=乙 D無法確定8某農(nóng)戶生綠豆芽時，將綠豆倒入盛水的容器中，發(fā)現(xiàn)成熟飽滿 的綠豆沉入水底，干癟、蟲蛀的綠豆漂浮在水面上，產(chǎn)生這一來源:中#國教#育出#版網(wǎng) 現(xiàn)象的原因是 ( ) A沉底的綠豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的綠豆受到的浮力大于重力B沉底的綠豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的綠豆受到的浮力等于重力來源:教育出版網(wǎng)zzsC沉底的綠豆受到的浮力大于重力，漂浮在液面的綠豆受到的浮力等于重力D沉底的綠豆受到的浮力等于重力，漂浮在液面的綠豆受到的浮力小于重力9木頭、小魚、石塊、海螺在水中的位置如圖14-149所示，分析它們所受的浮力，錯誤來源:中國教育出版網(wǎng)zzstep.com的是 ( ) A木頭受到的浮力等于它自身的重力 B小魚受到的浮力等于它排開的水受到的重力來源:中_教_網(wǎng)z_z_s_tep C石塊受到的浮力等于它自身的重力 D海螺受到的浮力等于水對它的壓力差二、填空題來源:中+教+網(wǎng)z+z+s+tep10如圖14-150所示，在雪地里，步行的人陷入齊膝的 雪中，而滑雪者卻幾乎不陷下去，這是因為 .11“六一”前夕，某質(zhì)監(jiān)部門對兒童玩具市來源:z。zs。tep.com 場進行了專項檢查，發(fā)現(xiàn)個別玩具結構不太牢固，斷裂后尖銳的邊緣容易刺傷孩子，這是因為當人體碰上玩具尖銳的邊緣時，減小了受力面積，它對人體的壓強 (填“增大”“減小”或來源:中#國教#育出#版網(wǎng)“不變”)12液體內(nèi)部的壓強隨深度的增加而 ；鐵釘越尖，越易釘入木板，說明壓力的來源:中.教.網(wǎng)z.z.s.tep作用效果與 有關13如圖14-151所示的廣告有科學性的錯誤，請你找出來，并簡要說明它違背了什么來源:zzstep.com物理原理或規(guī)律錯誤是： ，它違背了 _原理14我國舉世矚目的三峽大壩全線建成攔河大壩之所以修成 “上窄下寬”的形狀，是因為 三峽大壩的船閘是 在來源:z|zs|tep.com實際中的具體運用，它能讓大型輪船在上下游之間順利往返航行。15裝開水的熱水瓶，有時第二天會出現(xiàn)難拔出瓶塞的現(xiàn)象，其原因是 來源:中教網(wǎng) 16一艘船的排水量為8000噸，則滿載時它受到的浮力為 N，若其最大來源:中_國教_育出_版網(wǎng)載貨量為5000噸，而現(xiàn)在實際上只載貨4000噸，則受到浮力為 N(g10 Nkg)17如圖14-153所示，重為3105N的飛艇靜止在空中，飛艇受到的浮力大小為 N來源:zzstep.com，方向豎直 .三、作圖與實驗探究題18如圖14-154所示，甲、乙、丙三支相同的試管豎直放在水平桌面上，已知甲試管內(nèi)放有一定質(zhì)量的水，若要在乙試管內(nèi)放鹽水，丙試管內(nèi)放酒精，使三支試管底部受到的液體壓強相等，請在乙、丙試管中用實線畫出各液面大致的位置(鹽水水酒精)19如圖14-155所示，把兩支完全相同的密度計分別放在甲、乙兩種液體中，所受到的浮力為F甲和F乙，則F甲 F乙；若它們的液面相平，則兩液體對容器底部的壓強關系是P甲 P乙 四、計算題20小莉同學用水桶給剛剛栽上的樹苗澆水桶裝滿水時，水桶、水和漂浮在水面上的水勺的總重為120 N，水面距桶底高度h03 m(g取10 Nkg，水1.0103kgm3)問： (1)桶裝滿水時，水對桶底的壓強多大? (2)小莉?qū)⑺疤犭x地面0.2 m后，沿平地行走20 m到栽樹處，求整個過程中人對水桶所做的功(3)若水勺的質(zhì)量為0.5 kg，且完全漂浮在水面，求水勺受到的浮力大小參考答案1C提示：AD選項屬于減小受力面積增大壓強，B選項屬于增大壓力增大壓強只有C選項屬于增大受力面積減小壓強 2A提示：壓力與重力是兩個不同的概念，當把物體靜放在水平面上時，重力與壓力相等，可以認為重力越大，壓力越大，但有時壓力的大小與重力的大小無關，如把物體壓在豎直墻壁上，墻受到的壓力與物體的重力無關，所以C選項錯根據(jù)p可知，壓力越小，但受力面積不確定時，無法判斷壓強的大小，所以D選項錯 3A提示：鋼筆吸墨水是利用大氣壓強 4C 5C提示：浮力產(chǎn)生的原因是浸沒在液體中的物體上、下表面受到的壓力之差造成的，而乒乓球的下表面不受水產(chǎn)生的壓力，所以乒乓球不受浮力作用 6A提示：艦艇無論在什么地方，它總是漂浮在水面上，所受的浮力與重力是相等的，由于艦艇的重力與排開水的重力大小均與所處的緯度有關，所以在同一位置時它們的大小始終相等，位置發(fā)生變化時，同時增大或同時減小，根據(jù)越到赤道重力越小可知，在亞丁灣艦艇所受的重力較小，同樣浮力也較小 7B提示：根據(jù)pgh，可知.作縱坐標的平行線與甲、乙圖像相交于兩點(如圖14-158所示)時的深度相同，但P甲p乙，由于，所以甲乙. 8B提示：物體的浮沉取決于重力與浮力的大小關系，當重力大于浮力時物體會下沉，當重力等于浮力時物體會懸浮或漂浮 9C 10壓力一定時，受力面積越大，壓強越小 11增大提示：根據(jù)p可知，當壓力一定時，減小受力面積增大壓強 12把手帕墊在手上 受力面積 減小提示：把手帕墊在手上后，相當于把塑料袋的帶子增加了寬度，增大了受力面積，在壓力一定的情況下能減小壓強 13增大 受力面積提示：根據(jù)pgh可知，當液體密度一定時，壓強隨深度的增加而增大 14105提示：離井底5 m的水深為10 m，則pgh10103kgm310 Nkgl0 m105 Pa. 15壺嘴與壺身的水面不相平 連通器 16液體壓強隨深度的增加而增大 連通器提示：攔河壩的作用是攔水，而液體的壓強隨深度的增加而增大，那么壩底受到的壓強就大些，如上下一樣寬就容易被沖倒，所以為防止被水沖倒，攔河壩底部必須做成比上部寬些 17由于瓶內(nèi)溫度降低，瓶內(nèi)氣壓小于外界大氣壓提示：當瓶內(nèi)溫度降低后，液體上方空氣中的水蒸氣液化，使瓶內(nèi)氣壓減小，且小于外界大氣壓 18不變 10提示：小物塊投入裝滿水的燒杯后，水的深度不變，由pgh可知，燒杯底部受到水的壓強不變由于小物塊恰能在水中懸浮，可以確定物水，m物 V1.0103kgm31010-3m310 kg 192103提示：水對水槽底的壓強為pgh1.0103kgm310 Nkg0.2 m2103 N，由于松開鐵夾后，a管和b管通過橡皮管與燒杯底部相連通，組成一個連通器，根據(jù)連通器的原理知，松開鐵夾后，兩管中的液面最終與燒杯內(nèi)的水面保持相平 208107 7l07 213105 向上提示：因為飛艇靜止在空中，所以F浮G3105N 22如圖14-159所示提示：由pgh得h，當壓強p相等時，密度越小，深度h越大，所以h鹽水h水h酒精. 23 提示：兩支完全相同的密度計重力相等，G甲G乙，甲、乙都在液體中漂浮，F(xiàn)甲G甲，F(xiàn)乙G乙，所以F甲F乙從圖中可以看出V排甲V排乙，由F浮液 gV排得，甲乙，又因為h甲h乙，根據(jù)pgh可知，p甲p乙 24解：F象G象m象g=2103kg10Nkg=2104N，p象=8104Pa，P人1.25105Pa，因為p人P象，所以人(媽媽)在沙地上留下的腳印比小象的深 25解：(1)桶裝滿水時，水對桶底的壓強：pgh1.0103kgm310 Nkg0.3 m3000 Pa (2)人對水桶所做的功：WGh120 N0.2 m24J (3)漂浮時，水勺受到的浮力：F浮G物=mg0.5 kgl0 Nkg5 N