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专题04 压强和浮力
中考必背知识
一、压强
1.垂直压在物体表面上的力叫压力。压力和重力是两个不同的力,二者无因果关系。独立静止在水平面上的物体对水平面压力的大小等于物体重力的大小,但压力仍不是重力。
2.压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。
3.压强(p)——表示压力作用效果的物理量
(1)定义:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强
(2)公式 其中:P(压强):Pa;F(压力):N ;S(受力面积):m2。
4.对密度均匀形状规则的实心柱体(圆柱体、正方体或长方体)放在水平面上,它们对水平支持面的压强 p======ρgh(只有柱体才有V=Sh)
5.增大压强:当受力面积不变时,增大压力;当压力不变时,减小受力面积;压力增大的同时减小受力面积都可以增大压强。
6.减小压强:受力面积不变时,减小压力;压力不变时,增大受力面积;压力减小的同时增大受力面积都可以减小压强。
二、液体的压强
1.液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。
2.液体内部压强特点:液体内部对容器底和容器侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;深度越深,压强越大;液体压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
3.液体压强的大小:p=ρ液gh (P—Pa;ρ—kg/m3;h—m。 h---距液面的深度)
4.液体对容器底的压力与液体重力的关系
F=G
F>G
F<G
5.连通器——上端开口、下端连通的容器
特点:连通器里装的是相同液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的(或连通器各部分中的液面是相平的)。
三、大气压强和流体压强与流速的关系
1.马德堡半球实验,证明了大气压强的存在;托里拆利实验——首次测出大气压的值。
2.1标准大气压等于760 mm水银柱产生的压强,即:1标准大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.013×105Pa
3.大气压随高度的增加而减小;
4.自制气压计:外界气压升高,液柱下降;外界气压降低,液柱升高。
5.一切液体的沸点都随气压的减小而降低,随气压的增大而升高。
6.气体压强与体积的关系可以表述为:温度不变时,一定质量的气体体积越小,压强越大;体积越大,压强越小。
7.流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
四、浮力
1.在液体或气体里的物体受到液体或气体向上的力,这个力称为浮力。浮力方向:竖直向上
2.浮力产生的原因:浸在液体(气体)中的物体,其受到液体(气体)向上的压力总大于向下的压力。
3.物体在液体中所受的浮力大小,跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受浮力就越大。
4.阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
表达式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排。
适用条件:适用于物体受到液体或气体的浮力
物体浸没在液体中时,V排=V物;物体部分浸入液体时,V排<V物。
5.浸在液体中的物体受到重力和浮力的作用,物体的浮沉取决于浮力和重力的关系。
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
F浮 > G物
F浮 < G物
F浮 = G物
F浮 = G物
F浮 + FN = G物
ρ液 > ρ物
ρ液 < ρ物
ρ液 = ρ物
ρ液 > ρ物
ρ液 < ρ物
6.轮船:采用“空心”的办法增大可以利用的浮力;轮船的大小用排水量表示,即满载货物时排开水的质量(F浮=G排=m排g)。
7.潜水艇:通过改变自身的重力实现上浮和下潜的。
8.气球和飞艇:内充密度小于外部空气密度的气体,靠空气浮力升空。
9.密度计:测定液体密度的仪器,利用漂浮原理:G密度计=F浮=ρ液gV排,即ρ液大,V排就小,密度计露出部分大,所以大的刻度值在下面,小的刻度值在上面。
10.计算浮力的常用方法
压力差法
浮力等于物体受到的液体对它向上和向下的压力差:F浮=F向上-F向下= F2-F1
称重法
用弹簧测力计分别测出物体在空气中的示数G物和物体浸入液体后弹簧测力计的示数F ′,两者之差即为物体所受的浮力F浮:F浮=G物-F ′
公式法
F浮=G排=ρ液gV排(阿基米德原理)。适用于所有浮力问题,不仅适用于液体,也适用于气体。
平衡法
F浮=G物。只适用于漂浮或悬浮。注意:漂浮和悬浮时,F浮都等于G物,但漂浮时, V排<V物;悬浮的物体V排=V物
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1.(2022·内蒙古兴安盟·统考中考真题)某同学用铅笔、细铁丝制作了一支简易密度计,他将密度计先后插入盛有不同液体的甲、乙两个相同容器中。当密度