初三物理壓強 浮力知識精講 上海科技版

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1、初三物理壓強 浮力知識精講 一. 本周教學內(nèi)容： 壓強 浮力 (一) 壓強： 1. 壓力： （1）垂直作用在物體表面上的力叫做壓力。 （2）壓力的方向總是垂直指向受力物體表面的。 （3）壓力的作用點是在受力物體的表面。 2. 壓強： （1）定義：物體單位面積上受到的壓力叫做壓強。壓強是用來表示壓力的作用效果的物理量。 （2）公式：P＝。 （3）單位：是牛/米2，專有名稱是帕斯卡，簡稱帕，符號Pa。 （4）壓強的應用： ① 減小壓強的方法：減小壓力和增大受力面積。 ② 增大壓強的方法：增大壓力和減小受力面積。 3. 液體的壓強： （1）液體壓強的特性：液體對

2、容器的底部和側壁都有壓強。液體內(nèi)部向各個方向都有壓強；在同一深度，各個方向的壓強相等；深度增加，液體壓強增大；液體的密度越大，壓強越大。 （2）測量液體壓強的儀器：壓強計。 （3）液體壓強的公式：P＝ρgh?？梢?，液體的壓強只跟液體的密度和深度成正比，而跟液體的體積、質(zhì)量等無關。 （4）連通器：底部互相通連的容器叫做連通器。連通器里如果只有一種液體，在液體不流動的情況下，各容器中的液面總保持相平。 4. 大氣壓強： （1）定義：地球表面包圍著一層幾千米的空氣，這層空氣叫做大氣。大氣由于受重力作用而產(chǎn)生的壓強叫做大氣壓強，簡稱大氣壓。 （2）大小：根據(jù)托里拆利實驗測得大氣壓約等于0.

3、76米高的水銀柱產(chǎn)生的壓強。 1atm（標準大氣壓）＝760mmHg＝1.013×105Pa。 （3）測量：測量大氣壓的儀器叫做氣壓計，常用的有水銀氣壓計和無液氣壓計兩種。 變化： ① 大氣壓隨高度而變化。在海拔2000米以內(nèi)，近似地認為每升高10米，大氣壓減小111帕。 ② 大氣壓隨天氣而變化。一般地說，晴天的大氣壓比陰天高，冬天的大氣壓比夏天的高。 （4）應用： ① 液體的沸點與氣壓有關，氣壓越大，液體的沸點越高。（壓力鍋就是利用壓強增大液體沸點升高的原理工作的。） ② 氣體的液化溫度與氣壓有關，氣壓越大，氣體的液化溫度越高。（日常用的液化石油氣就是利用增大壓強的方法，使石

4、油氣在常溫下液化制成的。） ③ 抽水機是利用大氣壓將水從低處抽到高處的。 (二) 浮力： 1. 浮力： （1）浸在液體（或氣體）中的物體受到的液體（或氣體）的豎直向上托的力叫做浮力。 （2）浮力的方向總是豎直向上的。 （3）產(chǎn)生原因：浮力的大小等于液體（或氣體）對物體向上和向下的壓力差。 2. 阿基米德原理： （1）內(nèi)容：浸在液體里的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力。（阿基米德原理不僅適用于液體，還適用于氣體。） （2）表達式：F?。紾排＝ρ液gV排。 3. 物體的浮沉條件： （1）浸沒在液體中的物體，如果浮力大于它的重力，物體就上浮；

5、如果浮力小于它的重力，物體就下沉；如果浮力等于它的重力，物體就懸浮。（對于實心均質(zhì)物體，如ρ物＜ρ液，物體就上浮，靜止時物體漂浮在液面；如ρ物＞ρ液，物體就下沉，靜止時物體就沉在底部；如ρ物＝ρ液，物體就懸浮。） （2）物體漂浮在液面的條件：是物體受到的浮力等于它受到的重力。 （3）應用：a.輪船、密度計是利用漂浮的條件工作的。 b.潛水艇是靠改變自身重實現(xiàn)上浮和下潛的；氣球和飛艇等都是利用空氣的浮力升入高空的。 4. 浮力的計算： （1）原理法：F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排； （2）成因法：F?。紽向上－F向下； （3）稱重法：F?。紾－F/； （4）平衡法：F?。紾。(重

6、力和浮力平衡) 【重、難點解析】 1. 壓力和重力 壓力和重力是本質(zhì)完全不同的兩種力，可以從以下四個方面加以對比： （1）產(chǎn)生原因。壓力是物體之間在直接接觸過程中，由于發(fā)生擠壓作用而產(chǎn)生的力；重力是由于物體受到地球吸引而使物體受到的力，施力物體是地球。 壓力可以是由于重力引起的，也可以是由其他力引起的。放在水平桌面上的書本，由于書受到重力的作用，它就對桌面產(chǎn)生了壓力。當我們把圖釘按在墻上時，墻受到的壓力則是由于人手對圖釘?shù)淖饔盟鸬摹? （2）力的方向。重力的方向總是豎直向下的，而壓力的方向是則始終與物體的受力面垂直。只有在物體的受力面處于水平時，壓力和重力的方向才相同。 （

7、3）力的大小。在一般情況下壓力和重力的大小是不相同的，只有在特定情況下（如放在水平支持物上的物體）受壓物體所受壓力的大小與施力物體的重力大小才相等，但壓力和重力仍然是兩個不同性質(zhì)的力。 （4）力的作用點。壓力的作用點在受力物體的表面上；而重力的作用點在物體的重心上。 2. 正確理解公式P＝和P＝ρgh 公式P＝是壓強的定義式，只要知道壓力F和受力面積S，即可運用公式求解，所以它普遍適用于固體、液體和氣體壓強的計算。而公式P＝ρgh是根據(jù)P＝，從液柱模型推導出來的液體壓強的計算公式，公式中的ρ表示液體的密度，h表示由液體自由面到液體中某一點的豎直距離，它適用于液體壓強的計算。 3. 正確

8、認識阿基米德原理 對于阿基米德原理，學習時要注意以下幾點： a) 原理中所說的“浸在液體里的物體”包含兩種情形：一是物體的全部體積都浸在液體里，即物體浸沒在液體里；二是物體的一部分體積浸在液體里，另一部分露出在液面。 b) 在阿基米德原理的表達式中ρ液表示物體浸入的液體的密度。但對于氣體阿基米德原理同樣適用，此時ρ液要改寫成ρ氣。 c) 式中V排是表示被物體排開的液體的體積，當物體浸沒在液體里時，V排＝V物；如果物體部分浸在液體里，則V排＜V物。 【典型例題】 [例1] 如圖所示正方體金屬塊均處于靜止狀態(tài)，金屬塊重均為G＝20N，F(xiàn)＝5N，則支承面所受到的壓力各是多大？

9、 分析：在本題中，壓力和支承面的支持力是一對作用和反作用，要確定壓力，就必須對物體的受力情況進行分析，而不是簡單地認為：“壓力等于重力”。在（a）圖中，當物體靜止時，共受四個力的作用：重力、支持力、拉力及摩擦力。其中重力和支持力是一對平衡力，而拉力和摩擦力是另一對平衡力，故壓力等于重力；在（b）圖中，物體也受到四個力作用，這時由于支承面是豎直的，故重力和摩擦力是一對平衡力，而支持力和力F是一對平衡力，所以支承面受到的壓力等于力F；在（c）圖中，物體共受到三個力作用，重力豎直向下，支持力和力F均豎直向上，所以壓力等于重力與力F之差；在（d）圖中，物體也受到三個力的作用，重力和力F均豎直向下，而支

10、持力豎直向上，所以壓力等于重力和力F之和。 解答：（a）、（b）、（c）、（d）四圖的解答分別為20N、5N、15N、25N。 [例2] 一個底面積為3.5分米的容器置于水平桌面上，如圖所示，所裝液體的體積是2.5×10－3米3，深0.6米，若容器本身重22.4牛，容器底受到液體壓強是4.704×103帕。 求：（1）液體的密度 （2）距容器底部20cm處A點的液體壓強。 （3）桌面受到的壓強。 （4）若在容器液面上放一個3牛的木板（水未溢出），求容器對桌面的壓力。 分析：本題的特點為給定條件較多，所求問題也較多，因此要注意，所求問題為液體問題，還是固體問題，對于液體問題

11、要運用P＝ρgh，對于固體問題要運用P＝求解。 解：（1）根據(jù)P＝ρgh得， 液體密度 （2）距容器底部20cm，即距液面0.4m處A點的壓強。 （3）容器對桌面的壓力 容器與桌面的接觸面積 桌面受到的壓強 （4）液體中放入3N物體時容器對桌面的壓力 [例3] 已知某實心小球是由下表中所列出的塑料材料中的一種制成的。 塑料名稱 聚甲基戊烯 聚丙烯 聚乙烯 尼龍66 塑料王 密度(kg/m3) 為了鑒別該小球究竟是由其中哪一種塑料制成的，某同學設計并進行了以下實驗： （1）把該小球放入盛有足夠多酒精的量杯中，松

12、手后，當小球處于平衡狀態(tài)時，發(fā)現(xiàn)量杯內(nèi)的液面由60mL處升高到90mL處（已知酒精的密度是）； （2）再把該小球放入另一只盛有足夠多水的量杯中，松手后，當小球處于平衡狀態(tài)時，發(fā)現(xiàn)量杯內(nèi)的水面由60mL處升高到87mL處。 由以上實驗數(shù)據(jù)，可推知該塑料小球的質(zhì)量是＿＿＿＿＿，組成該小球的材料是＿＿＿＿＿＿。 分析：當小球在酒精中時，排開的體積為90ml－60ml＝30ml，則其受到的浮力是F浮＝ρ酒精gV排＝0.8×103kg/m3×9.8N/kg×3×10－5m3＝0.2352N；當小球在水中時，排開的體積是87ml－60ml＝27ml，則其受到的浮力是F 、/?。溅阉甮V/排＝1.0×

13、103kg/m3×9.8N/kg×2.7×10－5m3＝0.2646N。由此可以判斷出，小球在水中漂浮。在酒精中下沉。故V物＝30ml＝3×10-5m3，G物＝F 、/?。?.2646N，所以m＝＝＝0.027kg，ρ物＝＝=0.9×103kg/m3。 解答：0.027kg，聚丙烯。 【模擬試題】 一. 填空: 1. 課本放置在水平桌面上，雖然壓力的大小等于重力的大小，但重力并不是壓力，因為重力作用在＿＿＿＿上，施力物體是＿＿＿＿。而壓力作用在＿＿＿＿，施力物體是＿＿＿＿。 2. 用50牛的壓力作用在1厘米2的面積上所產(chǎn)生的壓強是＿＿＿＿＿＿＿，如果保持壓力不變，要產(chǎn)生5×103

14、帕的壓強應使受力面積變?yōu)椋撸撸撸撸?。壓力的方向總是＿＿＿＿＿＿＿＿? 3. 如圖，甲、乙、丙三只完全相同的容器，分別盛有等高的酒精、水、水銀，則比較各容器底部所受壓強p甲＿＿p乙＿＿p丙。（選填“大于”、“小于”和“等于”） 4. 一張報紙平攤在桌面上，它對桌面的壓強約為0.5帕，這句話的物理意義是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 5. 測量液體內(nèi)部壓強的儀器是＿＿＿＿＿＿，測量大氣壓的儀器是＿＿＿＿＿＿＿。 6. 實驗表明：液體的沸點隨液體表面的氣壓的增大而＿＿＿＿＿；氣體的液化溫度與壓強也有關系，壓強增大時，液化溫度＿＿＿＿＿＿。 7. 浸在液體里的物

15、體受到浮力的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 8. 把三個完全相同的實心鐵球分別放在煤油、水和水銀中，靜止時受浮力最大的是在＿＿＿＿中的鐵球。 9. 將石塊掛在彈簧秤下面，在空氣中彈簧秤讀數(shù)為9.8牛，若把石塊的一半浸沒在水中，彈簧秤讀數(shù)變?yōu)?.84牛，這時石塊所受的浮力為＿＿＿＿＿牛，石塊的體積為＿＿＿＿＿，石塊的密度為＿＿＿＿＿＿。石塊若全部浸沒在煤油是，彈簧秤的讀數(shù)將為＿＿＿＿＿。（ρ煤油＝0.8×103千克／米3） 10. 密度計是利用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿原理來測量＿＿＿＿＿＿的儀器，同一支密度計分別放置在甲、乙兩種液體里均靜止不動，則密度計在兩種液體中所受的浮力

16、F甲＿＿F乙。兩種液體的密度ρ甲＿＿ρ乙。（選填“＞”、“＜”或“＝”） 11. 某輪船的排水量是7×105千克，船自身重為2.45×106牛，則這艘船最多能裝載＿＿＿＿＿牛的貨物。 12. 重是9.8牛的木塊浮在水面上，它的密度是0.5×103千克／米3，木塊受到的浮力是＿＿＿＿＿牛，要把木塊全部浸入水中，需加＿＿＿＿方向的力＿＿＿＿牛。 13. 漂浮在水面上的皮球，用手將其慢慢壓入水中的過程中，皮球受到的浮力將＿＿＿＿，施加的壓力將＿＿＿＿＿＿。（選填“變大”、“變小”或“不變”） 14. 質(zhì)量相等的甲、乙、丙三個實心球，放入某種液體中靜止時的情況如圖所示,它們所受的浮力F甲、

17、F乙、F丙之間的關系應為：F甲＿＿F乙＿＿F丙； 它們的密度ρ甲、ρ乙、ρ丙之間的關系是：ρ甲＿＿ρ乙＿＿ρ丙。（選填“＞”、“＜”或“＝”） 二. 選擇： 1. 把一塊磚分別平放、側放、豎放在水平地面上，它們對地面產(chǎn)生的壓強分別為p1、p2、p3,對地面的壓力分別為F1、F2、F3，則： A. p3＜p2＜p1，F(xiàn)1＝F2＝F3。 B. p1＜p2＜p3，F(xiàn)1＝F2＝F3。 C. p1＝p2＝p3，F(xiàn)1＝F2＝F3。 D. p2＜p1＜p3，F(xiàn)1＞F2＞F3。 2. 用20牛的水平力，把質(zhì)量為1千克的木塊緊壓在豎直的墻壁上，這時木塊對墻壁的壓力是

18、： A. 9. 8牛。 B. 29.8牛。 C. 20牛。 D. 0牛。 3. 錐子手柄做得又圓又粗，而錐頭卻磨得很尖，原因分別是： A. 減小壓力，增大壓強。 B. 減小壓強，增大壓強。 C. 增大摩擦，增大壓力。 D. 增大壓強，減小壓強。 4. 大氣壓不是固定不變的，下列說法中正確的是： A. 山上的大氣壓比山下的大。 B. 冬天的大氣壓比夏天的大。 C. 夏天的大氣壓比冬天的大。 D. 陰天的大氣壓比晴天的大。 5. 如圖，一密閉容器

19、中盛有適量的某液體，液體對容器底A的壓強為p。若將此容器倒置過來，容器底B受到的液體壓強為p’，則： A. p’＝p。 B. p’＞p。 C. p’＜p。 D. 無法判斷。 6. 下列說法正確的是： A. 輕的物體受到的浮力一定比重的物體受到的浮力大。 B. 只有上浮的物體才會受到浮力，下沉的物體不受到浮力。 C. 浸沒在水中的銅塊在平放和豎放時受到的浮力一樣大。 D. 一個物體浸沒在不同液體中，受到的浮力總相等。 7. 有甲、乙、丙三個體積相同的物體，它們的密度ρ甲＞ρ乙＞ρ丙，將它們放入水中后，甲物下沉，乙物懸浮，丙物漂浮，則三個

20、物體靜止時受到的浮力最小的是： A. 丙物。 B. 乙物。 C. 甲物。 D. 一樣大。 8. 質(zhì)量相同的銅、鐵、鋁三塊金屬，投入水銀中后受到的浮力分別為F1、F2、F3，這三個力的大小關系是： A. F1＞F2＞F3。 B. F1＝F2＝F3。 C. F1＜F2＜F3。 D. 無法判斷。 9. 關于浮力的說法，正確的是： A. 物體浸在液體中，由于受到浮力，所以使物體重量減小。 B. 密度計漂浮在不同的液體中，隨著液體密度的增大，它所受的浮力也增大。 C. 懸浮在液體中的物體，其ρ物一定等于ρ液。

21、D. 潛水艇是靠改變它受到的浮力大小來下潛或上浮的。 10. 一物體浸入水中，有1／5體積露出水面，若放入某液體中剛好完全浸沒，則ρ水：ρ液等于： A. 5：1。 B. 1：5。 C. 5：4。 D. 4：5。 11. 如圖，A為兩端開口的玻璃管，B為塑料片（質(zhì)量不計），杯內(nèi)裝著水，向管內(nèi)緩緩注入硫酸銅溶液（其ρ＝1.2×103千克／米3），當塑料片恰要脫落時，管內(nèi)液體的深度是： A. 12厘米。 B. 10厘米。 C. 2厘米。 D. 8厘米。 12. 把質(zhì)量為150克的物體，輕輕放進足夠大的盛滿水

22、的容器中，后溢出70克水，則些物體在水中將： A. 漂浮。 B. 懸浮。 C. 沉在底部。 D. 無法判斷。 13. 我們吸氣時，下列說法正確的是 A．肺的容積減小，肺內(nèi)空氣壓強增大 B．肺的容積增大，肺內(nèi)空氣壓強減小 C．肺的容積增大，肺內(nèi)空氣壓強增大 D．肺的容積減小，肺內(nèi)空氣壓強減小 14. 在盛滿水的杯子里，輕輕放入重1牛的木塊，則杯底所受的： A. 壓強增大，壓力增大。 B. 壓強、壓力都不變。 C. 壓強減小，壓力增大。 D. 壓強不變，壓力增大。 三. 實驗和應用： 1

23、. 寫出下列現(xiàn)象所利用的物理知識： （1）坐沙發(fā)比坐小板凳舒服。 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （2）載重汽車的輪子多且較寬。 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （3）水壩的下部總比上部厚。 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （4）高壓鍋蒸煮的食物易熟易爛。 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 2. 有一金屬柱體，橫截面積是一不規(guī)則多邊形，現(xiàn)有一把刻度尺，但無法直接測量柱體的橫截面積。某位同學為測其橫截面積，在柱體側面畫了A

24、、B兩條橫線（如圖所示），并用細線把柱體懸吊在測力計上。他把柱體緩慢浸入水中并始終保持柱體豎直，當水面到達A橫線時，記下了測力計示數(shù)。為測出橫截面積，還需繼續(xù)完成兩個測量步驟。 （1）請把這兩個步驟寫在下面，并用字母表示所測的物理量： 步驟1：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； 步驟2：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 （2）請通過計算，得出所測橫截面積的表達式。 四. 計算： 1. 一個重600牛的人，每只腳穿的鞋底面積為1.5×10－2米2，當他站在水平地面上時，地面受到的壓強為多少？當他行走時，他對地面產(chǎn)生的壓強為多少？ 2. 有一

25、底面積為30厘米2高25厘米的容器內(nèi)裝酒精，酒精深為20厘米。在離下底5厘米的地方開有一個小洞裝有一籠頭。求：（1）籠頭處酒精產(chǎn)生的壓強為多大？ （2）容器底受到的壓力是多大？ 3. 一空心銅球重4.9牛，體積為500厘米3，把它放入水中后，它是上浮、懸浮還是下沉？如浸入密度為1.2×103千克／米3的鹽水中，球靜止后受到的浮力是多大？ 4. 物體放在水中時，有1／10的體積露出水面，將鹽放入水中全部溶化后，物體有1／5的體積露出水面，求：（1）物體的密度是多大？（2）食鹽水的密度是多大？ 5. 如圖是小亮為村里的養(yǎng)牛場設計的牲畜自動飲水器的示意圖，設計儲水箱A

26、的蓄水深度為0.5m，閥門K處出水口的橫截面積為6×，支點O到浮球球心的距離為O到B點距離的2倍，要求浮球浸入水中1/3時杠桿水平，K處的活塞即能將出水口關閉。（g取10N/kg）。 （1）若不考慮活塞、桿KB、OC及浮球的重力，小亮選用浮球的體積應為多大？ （2）實際上活塞、桿及浮球的重力是需要考慮的，若考慮它們的重力，你認為采取哪些措施可保證飲水正常工作？（答出一種措施即可） [參考答案] 一. 填空： 1. 課本，地球，桌面，課本。 2. 5×105帕，0.01米2，垂直指向受力面。 3. 小于，小于。 4. 桌面1米2面積上受到的壓力是0.5牛。

27、5. 壓強計，氣壓計。 6. 升高，升高。 7. 液體對物體有向上和向下的壓力差。 8. 水銀。 9. 1.96，4×10－4m3，2.5×103kg/m3，6.664N。 10. 漂浮條件，液體密度，＝，＜。 11. 6.615×106。 12. 9.8，豎直向下，9.8。 13. 變大，變大。 14. ＝，＞，＜，＜。 二. 題　號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答　案 B C B B C C A B C C B C B B 三. 1

28、. （1）坐沙發(fā)時接觸面積比坐小板凳時大，同樣受力壓強較小。 （2）車的輪子多且寬，增大了受力面積，同樣受力壓強較小。 （3）液體的壓強隨深度的增加而增大。 （4）壓強增大，液體的沸點升高。 2. （1）步驟1：把柱體繼續(xù)浸入水中，當水面達到B橫線時，記下測力計示數(shù)； 步驟2：取出柱體，用刻度尺測出A、B兩條橫線之間的距離（或測出柱體底面到A、B的距離及）。 （2）設柱體重力為G，橫截面積為S，則 或 四. 1. 20000Pa,40000Pa。 2. （1）1176Pa。（2）4.704N。 3. 懸浮，4.9N。 4. （1）0.9×103kg/m3。（2）1.125×103kg/m3。 5. （1） （2）增大浮球體積（或使杠桿BC段比OB更長一些）。