内容正文:
考点精讲
一、压强的计算方法
固体压强公式“p=F/S;液体压强公式:p=ρgh
注意:F为物体对接触面的压力,S为接触面积;
ρ是液体密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg,一般取10N/kg,h指液体由液面到某一点的竖直深度,单位是米。
1.影响液体压强大小的因素
由公式p=ρgh可知,液体压强与液体密度和深度有关,压强随液体密度增大而增大,随深度增大而增大;液体压强与液体的质量、体积、容器形状等无关。
2.注意h指的是某一点的深度而不是液面高度,即从液面往下计h,而不是从底部往上计h。
3.此公式求出的压强是液体本身产生的压强,不包括外界额外增加的压强,计算时要注意区分。
4.液体压强公式与固体压强公式p=F/S的区别和联系:(以放置于水平地面的物体来举例)
对于形状规则的物体,F=G=mg=ρVg=ρShg(S为物体底面积,h为物体高度)
则p=F/S=ρShg/S=ρgh
由上述可知,在形状规则的容器中,液体压强也可以用固体压强公式来算,具体运用方法要看具体题目分析,哪一种方便用哪一种。
二、浮力的计算方法
1.称重法:F浮=G-F,其中F为物体浸入液体时弹簧测力计的读数。
2.平衡条件法:F浮=G,适用于物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。
3.压力差法:F浮=F向上-F向下,用浮力产生的原理来求浮力。
4.阿基米德法:F浮=ρ液gV排,又叫公式法,知道物体排开液体的体积时适用。
注意:阿基米德法中密度指的是液体的密度,不是物体的密度,体积指的是物体排开液体的体积,不是物体本身的体积,即取ρ液(不是ρ物)和V排(不是V物)
三、计算压强和浮力的基本思路:
1.仔细审题,抓住关键词,如:浸入,浸没,漂浮,悬浮,下沉,装满,溢出等,再根据相关的关系和公式进行列式计算;
2.容器对桌面(地面)的压强一般用p=(G容器+G液体+G其他)/S容器来算;液体对容器底部的压强一般用p=ρgh来算;
3.对于漂浮或悬浮,用F浮=G排=G物来计算,变形后可得ρ液gV排=ρ物gV物,可用来计算一些物体的密度体积等物理量;
4.对于沉底,虽然F浮<G,无法直接计算,但有V排= V物,也可进行一部分计算;
5.对于已知为压强的浮力类题,一般用F浮=F向上-F向下来解题,若物体上表面未浸入液体中,则F浮=F向上-F向下=F向上-0=F向上=pS=ρ液ghS(S为物体横截面积),计算也较为简便。
总结:压强和浮力题的出题形式比较灵活,最近几年中考经常出计算大题,且一般集合图像,难度稍有增大。需要根据题给的图像来进行条件和状态的推断,然后根据沉浮条件等进行计算,综合考察分析和计算能力,需要多总结规律,举一反三。
真题解析
例题
1.2019年4月23日,中国海军建军70周年海上阅兵隆重举行。国之重器的亮相。见证了中国海军的崛起!如图是首次亮相095攻击型核潜艇。下列关于该潜艇的分析正确的是( )
A.上浮过程中所受浮力增大 B.漂浮和悬浮时所受浮力相等
C.下潜过程中所受压强不变 D.潜行过程中排开海水的重力不变
答案
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.潜艇上浮过程中,在露出水面前,V排不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜艇所受浮力不变,逐渐露出水面时,V排减小,潜艇所受浮力减小,故A错误。
BD.潜艇悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,由F浮=G排=ρ液gV排可知,潜艇悬浮时所受浮力大,即F悬浮>F漂浮;根据阿基米德原理可知,浮力等于排开液体所受的重力,潜行过程中排开海水的体积不变,浮力不变,则排开海水的重力不变,故B错误,D正确。
C.下潜过程中潜艇所处的深度增大,根据p=ρgh可知,潜艇所受海水压强增大,故C错误。
故选D。
2.如图所示是某同学用小软塑料瓶和矿泉水瓶制作浮沉子的实验,小塑料瓶内有水和铁钉且密封,当用力挤压矿泉水瓶时(黑线表示液面变化)小塑料瓶浸入水中的体积变大,当又处于悬浮时与最初的状态比较,受到的浮力( )
A. 变大 B.不变 C.变小 D.无法确定
答案
2.A
【解析】
【分析】
【详解】
由题意知,最初小塑料瓶漂浮在水中,当用力挤压矿泉水瓶时,小塑料瓶浸入水中的体积变大,处于悬浮,小塑料瓶排开水的体积变大,由浮力公式F浮=ρ液gV排可知,浮力变大。故选A。
3.如图所示,在盛有水的圆柱形容器内,体积为实心物块甲放在实心木块乙上,木块乙漂浮在水面上,木块受的浮力为F1,水对容器底部的压强为p1;现将甲取下并浸没水中,静止时,容器对甲的支持力为N,木块静止时受的浮力为F2,水对容器底部的压强为p2,水面深度变化5cm.已知木块乙的质量为400g,圆柱形容器的底面积为(g取10N/kg),则下列说法中正确的是( )
A.
B.容器对甲的支持力N为2N
C.甲