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压强和浮力的专题复习


压强和浮力 (复习) (一)复习方法指导 一 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 抓住特点:对比进行复习。将有联系,而又不同的概念、 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。 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: 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: 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: 例题解析: 如图所示, 物体受到的重力为 9.8N, 29.4N 的力垂直于墙压住物体, 用 则墙壁受的压力是 ( 例 1、 、 A、9.8N B、19.6N C、29.4N D、39.2N )

分析与解: 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: 答案:正确的选项是 C。 说明: 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。 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, 例 2、 、 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: 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) 解: (2) =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: 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、乙两个大小、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: 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<h 乙,因为 ρ 液一定,所以 P 甲'<P 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'<G 液,两容器内液重 G 液 相同,所以,F 甲'>F 乙'。

说明: 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,V1<V2 分析: 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: 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( 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。 )。 A、A、B 受的浮力一样大。 )。 C、FA=FB,V1=V2 D、FA>FB,V1=V2 B、FA<FB,V1<V2

分析: 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


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: 答案:正确的选项是 B 和 C。 说明: 说明: (1) 体密度 ρ 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: 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 液

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 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,

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: 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

] 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: 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=?F 压=?P·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。

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 N。将物体的一半浸没在水中,弹簧秤的示数是 kg/m 。(g 取 10N/kg)
3

示数是 15N,这个物体受到的浮力是 这个物体的总体积是
3

N。

m ,物体的密度是

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 块受到的浮力是 N。(ρ 铁=7.9×10 kg/m )
3 3

m3,排开水重为

N,铁

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 浮力 (填“变大”、“变小”或“不变”),由于河水密度 于”)船从河里开到海里排开液体体积 N。从河里开到海里,它受到的 海水密度,(填“大于”、“小于”、“等

(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 是 N。把此冰块放入煤油中(ρ 煤油=0.8×10 kg/m )将 N。
3 3

状态,冰块受到的浮力

,(填“漂浮”、“下沉”、“悬浮”)冰

块静止时受到的浮力是

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 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 ?FA___________?FB。(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 N。

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 C.压强不变,浮力不变

B. 压强越大,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 C.F3=F1>F2 )。 B. F1=F2<F3 D.F2<F3<F1

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 面平齐

B、上浮

C、悬浮

D、既不下沉也不上浮,断面

刚好与水

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 C、使量筒倾斜一定的角度 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。 B、往量筒内加水 D、把物块分成两半后,再放入量筒内



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 (m )
3

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: 实验题: 物体在水中弹簧秤 的示数(N) 0.98N 物体受到的浮力 (N) 0.98 N 物体排开水的体积 (m ) 10 m
-4 3 3

物重(N) 1.96 结论: 结论: N

物体排开的水重 (N) 0.98 N

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 4.1.875×10-3m3,0.53×103kg/m3


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