内容正文:
第02讲 压强和浮力(复习篇)
目录
考点聚焦:课标考点+中考考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
学以致用:真题经典题+提升专练,全面突破
特别说明:难点强化选自难度中等及偏大热门的常考题型,学以致用全部选自于2023年的中考真题。
课标考点聚焦
1.压强
(1)通过实验,理解压强,能用压强公式进行简单计算,知道日常生活中增大和减小压强的方法。
(2)通过实验,探究并了解液体压强与哪些因素有关。
(3)认识日常生活中与大气压强有关的现象。知道大气压强与人类社会的关系。
(4)了解流体的压强与流速的关系及其在生活中的应用。
2.浮力
(1)通过实验,认识浮力。
(2)探究浮力大小与哪些因素有关,知道阿基米德原理F=G排。
(3)了解浮力的简单应用。能运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象。
中考考点聚焦
1. 压强基本知识:2023.广东、2023.河北
2. 液体压强与哪些因素有关:2023四川、2023江苏
3. 认识日常生活中与大气压强有关的现象:2023四川、2023广东
4. 流体的压强与流速的关系:2023河南、2023浙江、2023广西
5. 浮力基本知识:2023. 江苏、2023湖北
6. 探究浮力大小与哪些因素有关,知道阿基米德原理F=G排:2023上海、2023江苏、2023福建
7. 浮沉条件及应用: 2023河南、2023北京
1. 压力
(1)定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。(画压力一定带垂直符号)
(2)压力和重力的关系:压力并不都是由重力引起的。若物体静止在水平面上,则压力等于物体的重力G。若物体静止在斜面上,则压力小于物体的重力G。
影响压力作用效果的因素:压力的作用效果只跟压力大小和受力面积有关。
A.当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
B.当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
2. 压强
(1)定义:压力和受力面积之比;(比值法)
(2)公式 :p=F/ S 。
(3)单位:帕斯卡(Pa),1 Pa=1 N/m2 。
常见压强估测:
一张报纸平放时对桌子的压力约0.5Pa 。成人站立时对地面的压强约为:1.5×104Pa 。。
(4)压强计算:(固体)
A.找出压力F:一般情况F=G总=m总g。
B.确定受力面积S:受力面积是两个物体的接触部分。
(5)增大压强的方法:
A.增大压力。如压路机的碾子质量很大。B.减小受力面积。如刀刃磨得很薄。
(6)减小压强的方法:
A.增大受力面积。如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。
B.减小压力。如:货车严禁超载、现代建筑中采用空心砖等。
3. 探究液体压强与哪些因素有关
(1)液体压强特点:液体压强特点:
A.液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
B.在同一深度,液体内部向各个方向的压强都相等。
C.液体的压强随深度的增加而增大。
D.不同液体的压强与液体的密度有关。
(2)实验:①实验前,检查装置的气密性,用手按压探头上橡皮膜,若液柱高度差变化小,则说明气密性差,则应拆除软管重新安装。漏气时,属于连通器;不漏气时,不是连通器;
②实验方法:A.转换法:根据U形管两侧液面高度差变化来反映液体压强大小。B.控制变量法。
③更换不同液体,多次实验,得出普遍规律。
(3)公式:p=ρgh
(4)计算液体对容器底的压力和压强问题:①首先确定压强p=ρgh。②其次确定压力F=pS
(5)连通器:①原理:连通器里装同种液体且液体不流动时,各容器的液面总保持相平。
②应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、过路涵洞、排水管的“反水弯”、船闸等。
4. 大气压
(1)两个实验:A.马德堡半球实验:第一个证明大气压存在。B.托里拆利实验首先测出1标准大气压=76cmHg=1.01×105Pa
(2)与大气压有关的生活现象:覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、注射器吸药液、吸管吸饮料、吸盘式挂物钩、钢笔吸墨水、活塞式抽水机等都是利用大气压来工作的。
(3)大气压变化规律:
大气压随高度的增加而减小。一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
5. 流体的压强与流速的关系
(1)规律:流速越大的位置,压强越小。
(2)应用:飞机、风筝、小鸟靠升力升天。机翼上面气流的速度大,气体的压强小。下面的气流速度小,气体的压强大。因此在上下表面产生了压强差,从而产生压力差,这就形成向上的升力。
6. 浮力基本知识
(1)定义:浸在液体(气体)中的物体,会受到液体(气体)竖直向上的托力,这个托力就叫做浮力。
(2)方向:竖直向上。
(3)称重法测浮力:F浮=G-F示。
(4)产生原因:
A.浮力是由于液体对物体向上、向下的压力差产生的.
B.表达式:F浮= F向上- F向下。
7. 浮力大小影响因素
(1)实验原理:F浮=G-F示。
(2)实验方法:控制变量法。
(3)实验结论:
物体在液体中所受浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体密度有关。与浸没深度无关。
8. 探究浮力大小与排开液体所受重力的关系
(1)实验步骤:
A.用弹簧测力计测分别测出小石块和小桶的重力G石、G桶。
B.把石块浸没在盛满水的溢水杯中,测出拉力的大小F示。
C.让溢出的水全部流入小桶,并测出小桶和水的总重G总。
D.算出F浮=G-F示和G排= G总- G桶,并比较。
E.换用其它液体重复实验。
(2)注意事项:
A.溢水杯中必须要装满水(斜放的烧杯相当于溢水杯)。
B.物块浸入水中时,不能碰到杯底或杯壁。
C.确保物体排开的水全部流入小桶。
(3)实验结论:F浮=G排。
物体所受浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
9. 浮沉条件
判断浮力大小的四个计算公式:
1.称重法: F浮=G-F示。2.原因式: F浮= F向上- F向下。
3.原理式:F浮 = G排 =ρ液V排g 。4.平衡式:F浮=G 物。
考点1:压强
【例1】物理课《压强》正在愉快地进行,在“举例与辩论”环节小刚与小强成了“正方与反方”,小刚主张履带式挖掘机的履带是减小压强的例子,因为在松软的泥土上它没有陷进去;小强则认为挖掘机从门前平展的水泥路面经过时,钢铁履带上的棱条将路面压出许多“破损的白痕”属于增大压强。
请你运用“压力、受力面积、压强三者关系”对双方的观点进行分析说明:
(1)同一挖掘机在松软的泥土上(提示:受力面积如何,压强如何):_________;
(2)同一挖掘机在水泥路面上(提示:受力面积如何,压强如何):_________。
解题归纳:
(1)增大压强的方法:A.增大压力。B.减小受力面积。(2)减小压强的方法:A.增大受力面积。B.减小压力。
考点2:液体压强
【例2】小明用压强计探究液体压强与哪些因素有关,如图所示。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性:用手指轻压探头橡皮膜,观察U形管 。
(2)小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体内部的同一深度, 的压强都相等。
(3)小明根据图D和E实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题: 。
解题归纳:
液体压强特点:(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。(2)在同一深度,液体内部向各个方向的压强都相等。(3)液体的压强随深度的增加而增大。(4)不同液体的压强与液体的密度有关。
考点3:大气压与流体压强
【例3】如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.图甲,刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
解题归纳:
(1)规律:流速越大的位置,压强越小。
(2)空气对浸在里面的物体有压强作用,要突出内外气压差大小不相等。
考点4:浮力大小影响因素
【例4】实验课上,老师和同学们测量盐水的密度,他们用弹簧测力计、烧杯、水(密度用ρ水表示)、金属块A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图中实验。
(1)要测量金属块A浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是_________(选填“①→②”或“②→①”);
(2)计算金属块A浸没在水中的浮力F=_________N;
(3)完成图中各项实验后分析可知:金属块A的浮力大小与_________(选填“液体密度”或“金属密度”)有关;
(4)请推导出盐水的密度表达式ρ盐水=_________(用F1、F2、F3、ρ水表示)。
解题归纳:
物体在液体中所受浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体密度有关。与浸没深度无关。
考点5:浮力压强综合题
【例5】水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是( )
A.甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B.甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C.甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强 图 4-3
D.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
解题归纳:
(1)浮力问题: 先根据物体的浮沉状态求出物体所受浮力大小或者物体密度和液体密度的关系。
(2)固体压强问题:先找出压力F:一般情况F=G总=m总g。再确定受力面积S:受力面积是两个物体的接触部。
(3)液体对容器底的压力和压强问题:①首先确定压强p=ρgh。②其次确定压力F=pS
一、选择题
1.(2023四川广安)一个未装满饮料的密闭瓶子、正立放在桌面上如图甲所示,饮料对瓶底的压力为,瓶子对桌面的压强为;倒立放在桌面上如图乙所示,饮料对瓶盖的压力为,瓶子对桌面的压强为。则下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2023福建)如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离x的关系图象如图乙所示。已知木板宽为0.25m,下列判断正确的是( )
A.长木板的底面积为0.25m2
B.当时,木板对桌面的压强为37.5Pa
C.当时,木板对桌面的压力为9N
D.移动过程中,木板对桌面的压力先不变后增大
3.(2023福建)从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。潜水器下潜到图中标注的对应深度,承受海水压强最大的是( )
A.7103救生艇 B.蛟龙号 C.深海勇士号 D.奋斗者号
4.(2023湖南株洲)如图,在一个不带瓶盖的塑料瓶侧壁打一个小孔,a、b为瓶中小孔下方位置不同的两点,用手堵住小孔,在瓶中装满某种液体。松手后,在液体喷出的过程中( )
A.液体喷出的水平距离s变大 B.液体喷出的水平距离s不变
C.a、b两点间的液体压强差变小 D.a、b两点间的液体压强差不变
5.(2023湖南郴州)题图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10N/kg)( )
A. B.
C. D.
6.(2023天津)小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验,可以证明大气压存在的是( )
A. 瓶子悬空水不流出 B. 水从侧孔喷出
C. 用手弹开纸片 D. 将瓶按入水中感到费力
7.(2023湖北)物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲。将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙。下列说法正确的是( )
A.整个橙子的密度等于水的密度
B.大块橙子受到的浮力大于其重力
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D.两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力
8.(2023·山东临沂)2023年1月16日,我国首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮(如图)在天津列编,正式投入使用。“海巡156”轮( )
A.漂浮在海面上时受力平衡 B.匀速航行时所受合力向前
C.加速破冰时惯性越来越大 D.卸货过程中所受浮力不变
9.(2023·山东临沂)水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是( )
A.甲容器中的物体所受浮力大 B.甲容器中的液体的密度大
C.乙容器对水平桌面的压强大 D.乙容器底部所受液体的压力大
10.(2023·北京)(多选)小京洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.桔子的密度小于芒果的密度
B.桔子受到的浮力大于它受到的重力
C.桔子受到的重力小于芒果受到的重力
D.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
二、填空题
11.(2023·黑龙江龙东)小明向前行走时,他发现鞋底受到的摩擦力方向是向 (选填“前”或“后”)。他还发现盲道上有凸起,这是采用 的方法来增大压强。
12.(2023·黑龙江龙东)如图所示,把一个质量为0.5kg,底面积为40cm2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成 。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底12cm,则水对壶底的压力是 N(ρ水=1.0103kg/m3)。
13.(2023·内蒙古通辽)如图甲是装有自动供水装置的盆景,在 的作用下可使盆景盘中水位保持一定的高度,图乙是创意气压计,A为玻璃管且上端与大气相通,B为密闭的厚空心玻璃球,A与B下部相通,该气压计 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
14.(2023·辽宁丹东)用吸管喝酸奶,吸管有一端很尖,更容易将吸管插入包装盒中,这是通过减小 来增大压强的;用吸管把酸奶“吸”入口中,这是利用了 的作用。
15.(2023·湖北宜昌)如图重为0.5N的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中,鸡蛋受到的浮力是 N,若再往玻璃杯中加盐,鸡蛋受到的浮力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
16.(2023·湖南益阳)某一木块的体积为100cm3,所受的重力为0.8N,漂浮在水面上静止时受到的浮力为 N。用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为 N(g取10N/kg)。
三、作图题
17.(2023四川广元)如图所示,物体A静止于粗糙斜面B上,请你作出物体A对斜面B的压力F的示意图。
18.(2023山东临沂)作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图(O为小球的重心)。
四、实验题
19.(2023湖南衡阳)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是___________(选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量___________(选填“有关”或“无关”);
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的___________有关;
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通过比较___________两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关;
(5)实验后,该同学自制如图E装置继续探究,已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器___________有压强(选填“底部”或“侧壁”)。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度___________(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
20.(2023·湖南常德)小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与 有关;
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 有关;
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:
①将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会 (选填“变大”、“变小”、“不变”),若它们的变化量相等,则证明F浮=G排;
②在图2中,已知重物是底面积为100cm2,高为8cm,重为10N的实心长方体,从重物刚接触水面开始,将升降台缓慢上升6cm,则重物最终浸入的深度为 cm(弹簧测力计每1N的刻度线间距为0.5cm)。
五、计算题:
21.(2023广东)C919是我国自主研发的一种大型客机,已完成商业首航。假设某架飞机总质量为,静止在水平跑道上时,其轮胎与地面接触的总面积约为1m2,g取10N/kg。求该飞机:
(1)受到的重力;
(2)静止时对水平跑道的压强;
(3)以800km/h匀速直线飞行18min所通过的距离。
22.(2023上海)甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器,容器高度为0.8m,甲中有2kg的水,乙中A液体的质量为m,底面积为。
(1)求甲中水的体积V甲;
(2)乙对地面的压强p乙。
(3)若甲中水的深度为0.6m,乙中再加入A液体,使甲乙对地面的压强相等,求乙液体的密度范围。
23.(2023·黑龙江牡丹江)学习了阿基米德原理,小明想到一种只用弹簧测力计测量金属块密度的方法。先用弹簧测力计测出金属块的重力是,再把金属块浸没到水中,静止时,弹簧测力计的示数是。求:
(1)金属块浸没在水中受到的浮力;
(2)金属块的体积;
(3)金属块的密度。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!15
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
第02讲 压强和浮力(复习篇)
目录
考点聚焦:课标考点+中考考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
学以致用:真题经典题+提升专练,全面突破
特别说明:难点强化选自难度中等及偏大热门的常考题型,学以致用全部选自于2023年的中考真题。
课标考点聚焦
1.压强
(1)通过实验,理解压强,能用压强公式进行简单计算,知道日常生活中增大和减小压强的方法。
(2)通过实验,探究并了解液体压强与哪些因素有关。
(3)认识日常生活中与大气压强有关的现象。知道大气压强与人类社会的关系。
(4)了解流体的压强与流速的关系及其在生活中的应用。
2.浮力
(1)通过实验,认识浮力。
(2)探究浮力大小与哪些因素有关,知道阿基米德原理F=G排。
(3)了解浮力的简单应用。能运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象。
中考考点聚焦
1. 压强基本知识:2023.广东、2023.河北
2. 液体压强与哪些因素有关:2023四川、2023江苏
3. 认识日常生活中与大气压强有关的现象:2023四川、2023广东
4. 流体的压强与流速的关系:2023河南、2023浙江、2023广西
5. 浮力基本知识:2023. 江苏、2023湖北
6. 探究浮力大小与哪些因素有关,知道阿基米德原理F=G排:2023上海、2023江苏、2023福建
7. 浮沉条件及应用: 2023河南、2023北京
1. 压力
(1)定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。(画压力一定带垂直符号)
(2)压力和重力的关系:压力并不都是由重力引起的。若物体静止在水平面上,则压力等于物体的重力G。若物体静止在斜面上,则压力小于物体的重力G。
影响压力作用效果的因素:压力的作用效果只跟压力大小和受力面积有关。
A.当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
B.当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
2. 压强
(1)定义:压力和受力面积之比;(比值法)
(2)公式 :p=F/ S 。
(3)单位:帕斯卡(Pa),1 Pa=1 N/m2 。
常见压强估测:
一张报纸平放时对桌子的压力约0.5Pa 。成人站立时对地面的压强约为:1.5×104Pa 。。
(4)压强计算:(固体)
A.找出压力F:一般情况F=G总=m总g。
B.确定受力面积S:受力面积是两个物体的接触部分。
(5)增大压强的方法:
A.增大压力。如压路机的碾子质量很大。B.减小受力面积。如刀刃磨得很薄。
(6)减小压强的方法:
A.增大受力面积。如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。
B.减小压力。如:货车严禁超载、现代建筑中采用空心砖等。
3. 探究液体压强与哪些因素有关
(1)液体压强特点:液体压强特点:
A.液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
B.在同一深度,液体内部向各个方向的压强都相等。
C.液体的压强随深度的增加而增大。
D.不同液体的压强与液体的密度有关。
(2)实验:①实验前,检查装置的气密性,用手按压探头上橡皮膜,若液柱高度差变化小,则说明气密性差,则应拆除软管重新安装。漏气时,属于连通器;不漏气时,不是连通器;
②实验方法:A.转换法:根据U形管两侧液面高度差变化来反映液体压强大小。B.控制变量法。
③更换不同液体,多次实验,得出普遍规律。
(3)公式:p=ρgh
(4)计算液体对容器底的压力和压强问题:①首先确定压强p=ρgh。②其次确定压力F=pS
(5)连通器:①原理:连通器里装同种液体且液体不流动时,各容器的液面总保持相平。
②应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、过路涵洞、排水管的“反水弯”、船闸等。
4. 大气压
(1)两个实验:A.马德堡半球实验:第一个证明大气压存在。B.托里拆利实验首先测出1标准大气压=76cmHg=1.01×105Pa
(2)与大气压有关的生活现象:覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、注射器吸药液、吸管吸饮料、吸盘式挂物钩、钢笔吸墨水、活塞式抽水机等都是利用大气压来工作的。
(3)大气压变化规律:
大气压随高度的增加而减小。一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
5. 流体的压强与流速的关系
(1)规律:流速越大的位置,压强越小。
(2)应用:飞机、风筝、小鸟靠升力升天。机翼上面气流的速度大,气体的压强小。下面的气流速度小,气体的压强大。因此在上下表面产生了压强差,从而产生压力差,这就形成向上的升力。
6. 浮力基本知识
(1)定义:浸在液体(气体)中的物体,会受到液体(气体)竖直向上的托力,这个托力就叫做浮力。
(2)方向:竖直向上。
(3)称重法测浮力:F浮=G-F示。
(4)产生原因:
A.浮力是由于液体对物体向上、向下的压力差产生的.
B.表达式:F浮= F向上- F向下。
7. 浮力大小影响因素
(1)实验原理:F浮=G-F示。
(2)实验方法:控制变量法。
(3)实验结论:
物体在液体中所受浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体密度有关。与浸没深度无关。
8. 探究浮力大小与排开液体所受重力的关系
(1)实验步骤:
A.用弹簧测力计测分别测出小石块和小桶的重力G石、G桶。
B.把石块浸没在盛满水的溢水杯中,测出拉力的大小F示。
C.让溢出的水全部流入小桶,并测出小桶和水的总重G总。
D.算出F浮=G-F示和G排= G总- G桶,并比较。
E.换用其它液体重复实验。
(2)注意事项:
A.溢水杯中必须要装满水(斜放的烧杯相当于溢水杯)。
B.物块浸入水中时,不能碰到杯底或杯壁。
C.确保物体排开的水全部流入小桶。
(3)实验结论:F浮=G排。
物体所受浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
9. 浮沉条件
判断浮力大小的四个计算公式:
1.称重法: F浮=G-F示。2.原因式: F浮= F向上- F向下。
3.原理式:F浮 = G排 =ρ液V排g 。4.平衡式:F浮=G 物。
考点1:压强
【例1】物理课《压强》正在愉快地进行,在“举例与辩论”环节小刚与小强成了“正方与反方”,小刚主张履带式挖掘机的履带是减小压强的例子,因为在松软的泥土上它没有陷进去;小强则认为挖掘机从门前平展的水泥路面经过时,钢铁履带上的棱条将路面压出许多“破损的白痕”属于增大压强。
请你运用“压力、受力面积、压强三者关系”对双方的观点进行分析说明:
(1)同一挖掘机在松软的泥土上(提示:受力面积如何,压强如何):_________;
(2)同一挖掘机在水泥路面上(提示:受力面积如何,压强如何):_________。
【答案】受力面积大,压强小 受力面积小,压强大
【解析】(1)[1]同一挖掘机在松软的泥土上,挖掘机履带与泥土的接触面积会变大,受力面积变大,压力不变时,根据可知,压强会变小。
(2)同一挖掘机在水泥路面上相对于同一挖掘机在松软的泥土上时,受力面积会变小,压力不变时,根据可知,压强会变大。
解题归纳:
(1)增大压强的方法:A.增大压力。B.减小受力面积。(2)减小压强的方法:A.增大受力面积。B.减小压力。
考点2:液体压强
【例2】小明用压强计探究液体压强与哪些因素有关,如图所示。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性:用手指轻压探头橡皮膜,观察U形管 。
(2)小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体内部的同一深度, 的压强都相等。
(3)小明根据图D和E实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题: 。
【答案】(1)两侧液面高度有无明显变化;(2)向各个方向;(3)没有控制深度相同
【详解】(1)用手指轻压探头的橡皮膜,通过观察U形管左右两侧液面高度的变化可以检测压强计的气密性,若两侧液面高度的变化明显,则不漏气;若变化不明显或无变化,则说明漏气。
(2)U形管左右两侧液面的高度差保持不变,说明液体压强的大小不变,即在同种液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等。
(3)探究液体压强与液体密度的关系时应控制深度相同,改变液体的密度。题图D和E两组实验中液体的密度和深度均发生了变化,没有控制深度相同,实验方案存在问题,无法得出结论。
解题归纳:
液体压强特点:(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。(2)在同一深度,液体内部向各个方向的压强都相等。(3)液体的压强随深度的增加而增大。(4)不同液体的压强与液体的密度有关。
考点3:大气压与流体压强
【例3】如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.图甲,刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
【答案】D
【解析】A.打开的伞上凸下平,刮风时,伞上方空气流速快,压强小;伞下方空气流速慢,压强大,产生一个向上的力,伞面会被向上“吸”起,故A不符合题意;
B.向两张纸之间吹气,中间气体流速快,压强小,纸两侧气体流速慢,压强大,则两张纸会被压向中间,相互“吸”起来,故B不符合题意;
C.如果乘客距离行驶的列车太近,乘客靠近列车这侧空气流速快,压强小;外侧空气流速相对较慢,压强大,产生的压力差会把乘客压向列车,造成危险,故C不符合题意;
D.将吸盘压在光洁的瓷砖表面,排出里面的空气,吸盘在大气压的作用下,紧紧“吸”在瓷砖上,与流体压强与流速的关系无关,故D符合题意。
故选D。
解题归纳:
(1)规律:流速越大的位置,压强越小。
(2)空气对浸在里面的物体有压强作用,要突出内外气压差大小不相等。
考点4:浮力大小影响因素
【例4】实验课上,老师和同学们测量盐水的密度,他们用弹簧测力计、烧杯、水(密度用ρ水表示)、金属块A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图中实验。
(1)要测量金属块A浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是_________(选填“①→②”或“②→①”);
(2)计算金属块A浸没在水中的浮力F=_________N;
(3)完成图中各项实验后分析可知:金属块A的浮力大小与_________(选填“液体密度”或“金属密度”)有关;
(4)请推导出盐水的密度表达式ρ盐水=_________(用F1、F2、F3、ρ水表示)。
【答案】(1)①→② (2)1. 3 (3)液体密度
【解析】(1)要测量金属块A浸没在水中的浮力,先测量金属块A的重力,在测量金属块A浸没在水中弹簧测力计的示数,合理的测量顺序是①→②。
(2)计算金属块A浸没在水中的浮力为F=G-F示= F1-F2=4.5N-3.2N=1.3N
(3)如图所示,改变了金属块A浸没入液体的密度,故金属块A的浮力大小与液体密度有关。
(4)在水中金属块A受到的浮力为F浮水=F1-F2,在盐水中金属块A受到的浮力为F浮盐水=F1-F3,因为金属块A都是浸没在两种液体之中,排开液体的体积和金属块A的体积相同,即VA=V排,根据公式F浮=ρ液gV排可知,则盐水的密度为。
解题归纳:
物体在液体中所受浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体密度有关。与浸没深度无关。
考点5:浮力压强综合题
【例5】水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是( )
A.甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B.甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C.甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强 图 4-3
D.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
【答案】BD
【解析】试题以日常生活中常见的橘子作为素材,巧妙地将橘子剥皮前、后在水中的浮沉状态对比作为背景,以浮力、阿基米德原理、浮沉条件、固体压强、液体压强为主要考查点,考查学生的观察能力、信息获取能力、对比分析能力、计算能力等。若剥皮前橘子的重力为G甲,剥皮后橘子的重力为G乙,则G甲>G乙。甲图中剥皮前的橘子处于漂浮状态,所受浮力F甲=G甲,乙图中剥皮后的橘子处于沉底状态,所受浮力F乙=G乙-FN乙,由于G甲>G乙,则F甲>F乙,故选项A错误,选项B正确。水平桌面上两个杯子完全相同且所盛水的质量相等,因此甲图中杯子、水和剥皮前橘子的总重力大于乙图中杯子、水和剥皮后橘子的总重力,根据公式p=F/S可知,甲图中杯子对桌面的压强大于乙图中杯子对桌面的压强,故选项C错误。因为F甲>F乙,因此甲图中橘子排开水的体积大于乙图中橘子排开水的体积,即甲中水面高于乙中水面,根据公式p=ρgh知,甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强,故选项D正确。因此本题的正确答案为BD。
解题归纳:
(1)浮力问题: 先根据物体的浮沉状态求出物体所受浮力大小或者物体密度和液体密度的关系。
(2)固体压强问题:先找出压力F:一般情况F=G总=m总g。再确定受力面积S:受力面积是两个物体的接触部。
(3)液体对容器底的压力和压强问题:①首先确定压强p=ρgh。②其次确定压力F=pS
一、选择题
1.(2023四川广安)一个未装满饮料的密闭瓶子、正立放在桌面上如图甲所示,饮料对瓶底的压力为,瓶子对桌面的压强为;倒立放在桌面上如图乙所示,饮料对瓶盖的压力为,瓶子对桌面的压强为。则下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】(1)如图所示,下部分是圆柱形状,甲图中饮料对瓶底的压力大小等于饮料的重力;乙图中饮料对瓶盖的压力等于以瓶盖面积为底面积,饮料高度为高的等体积饮料的重力,故乙图中饮料对瓶盖的压力小于饮料的重力;所以可以判断甲图中饮料对瓶底压力较大,即。(2)把瓶子和瓶内的饮料视为一个整体,无论是正放还是倒放,瓶子对桌面的压力相等。如图可知,当瓶子正放时受力面积较大,倒放时受力面积较小,根据可知,受力面积小的压强大,即。
综上可知,题目四个选项中只有C选项是同时满足,,故C正确,ABD错误。
故选C。
2.(2023福建)如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离x的关系图象如图乙所示。已知木板宽为0.25m,下列判断正确的是( )
A.长木板的底面积为0.25m2
B.当时,木板对桌面的压强为37.5Pa
C.当时,木板对桌面的压力为9N
D.移动过程中,木板对桌面的压力先不变后增大
【答案】B
【解析】A.木板的长度伸出桌面时停止运动,由图乙可知,木板伸长的长度为0.30m-0.10m=0.20m,木板的长度l=0.20m×4=0.80m,长木板的底面积为S=0.80m×0.25m=0.2m2
故A错误;
B.由图乙可知,木板没有伸出桌面对桌面的压强是30Pa,木板对桌面的压力F=pS=30Pa×0.2m2=6N,当时,受力面积为S1=(0.80m-0.26m+0.10m)×0.25m=0.16m2,木板对桌面的压强为
故B正确;
CD.移动过程中,木板对桌面的压力等于重力,重力不变,压力不变,当时,木板对桌面的压力不变,压力大小是6N,故CD错误。
故选B。
3.(2023福建)从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。潜水器下潜到图中标注的对应深度,承受海水压强最大的是( )
A.7103救生艇 B.蛟龙号 C.深海勇士号 D.奋斗者号
【答案】D
【解析】由公式p=ρ海水gh可知,深度越深,压强越大,由图可知,奋斗者号下潜的深度最大,承受海水的压强最大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.(2023湖南株洲)如图,在一个不带瓶盖的塑料瓶侧壁打一个小孔,a、b为瓶中小孔下方位置不同的两点,用手堵住小孔,在瓶中装满某种液体。松手后,在液体喷出的过程中( )
A.液体喷出的水平距离s变大 B.液体喷出的水平距离s不变
C.a、b两点间的液体压强差变小 D.a、b两点间的液体压强差不变
【答案】D
【解析】AB.松手后,在液体喷出的过程中,液面到小孔的距离越来越小,根据可知,小孔处的压强越来越小,因此液体喷出的水平距离s变小。故AB不符合题意;
CD.b点的压强,a点的压强,a、b两点间的液体压强差
故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.(2023湖南郴州)题图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10N/kg)( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A点的深度为h=40m-10m=30m,A点受到水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa
故选B。
6.(2023天津)小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验,可以证明大气压存在的是( )
A. 瓶子悬空水不流出 B. 水从侧孔喷出
C. 用手弹开纸片 D. 将瓶按入水中感到费力
【答案】A
【解析】A.由于大气压的作用,瓶子内的水不会流出,证明了大气压的存在,故A符合题意;
B.水从杯子侧面小孔中喷出,说明液体中左右方向也有压强,故B不符合题意;
C.用手弹开纸片,钢球由于具有惯性,不与纸片一起飞出,故C不符合题意;
D.将瓶按入水中感到费力,是瓶在水中受到浮力,故D不符合题意。
故选A。
7.(2023湖北)物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲。将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙。下列说法正确的是( )
A.整个橙子的密度等于水的密度
B.大块橙子受到的浮力大于其重力
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D.两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力
【答案】D
【解析】A.整个橙子放入水中,漂浮在水面上, 整个橙子的密度小于水的密度,故A错误;
B.将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,大块橙子受到的浮力等于其重力,故B错误;
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中,体积不变,排开水的体积不变,由阿基米德原理可知其受到的浮力不变,故C错误;
D.整个橙子在水中漂浮,所受浮力等于其重力。将其切成大小两块,再次投入水中,大块橙子受到的浮力等于自身重力,小块橙子受到的浮力小于自身重力,两块橙子受到浮力之和小于整个橙子受到的浮力,故D正确。
故选D。
8.(2023·山东临沂)2023年1月16日,我国首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮(如图)在天津列编,正式投入使用。“海巡156”轮( )
A.漂浮在海面上时受力平衡 B.匀速航行时所受合力向前
C.加速破冰时惯性越来越大 D.卸货过程中所受浮力不变
【答案】A
【解析】A.漂浮在海面上的航标船,收到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,竖直方向处于平衡状态,因此重力和浮力是一对平衡力,故A符合题意;
B.匀速航行时,航标船处于平衡状态,受平衡力,此时合力为0,故B不符合题意;
C.惯性只与物体的质量有关,当加速破冰时,航标船质量不变,则惯性不变,故C不符合题意;
D.因为航标船始终漂浮,浮力等于重力,当卸货时,航标船排开液体的体积变小,则浮力变小,故D不符合题意。
故选A。
9.(2023·山东临沂)水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是( )
A.甲容器中的物体所受浮力大 B.甲容器中的液体的密度大
C.乙容器对水平桌面的压强大 D.乙容器底部所受液体的压力大
【答案】C
【解析】A.因为物体在甲、乙两液体中漂浮或悬浮,浮力都等于物体的重力,因为是完全相同的物体,所以甲、乙两液体中受到的浮力相等,故A错误;
B.根据物体的浮沉条件,物体在甲液体中悬浮,;物体在乙液体中漂浮,,则乙液体的密度大,故B错误;
C.因为容器对桌面的压力大小等于,因为容器的重力,液体的重力,物体的重力都相等,所以甲乙两容器对桌面的压力相等,根据可知,受力面积小的,压强大,所以乙容器对水平桌面的压强大,故C正确;
D.因为甲、乙两容器为规则形状,液体对容器底部的压力等于液体的重力与物块的重力之和,两容器液体的重力相等,物块的重力相等,则液体对容器底部的压力相等,根据可知,乙液体对容器底部的压强大,故D错误。
故选C。
10.(2023·北京)(多选)小京洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.桔子的密度小于芒果的密度
B.桔子受到的浮力大于它受到的重力
C.桔子受到的重力小于芒果受到的重力
D.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
【答案】AC
【解析】依题意得,体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底。
A.由浮沉条件得,桔子的密度小于水的密度,芒果的密度大于水的密度,因此桔子的密度小于芒果的密度,故A正确;
B.桔子受到的浮力等于它受到的重力,故B错误;
CD.桔子体积小于芒果体积,桔子排开水的体积小于桔子的体积,芒果排开水的体积等于芒果的体积,则桔子排开水的体积小于芒果排开水的体积,由得,桔子受到的浮力小于芒果受到的浮力,桔子受到的浮力等于它受到的重力,芒果受到的浮力小于它受到的重力,则桔子受到的重力小于芒果受到的重力,故C正确,D错误。
故选AC。
二、填空题
11.(2023·黑龙江龙东)小明向前行走时,他发现鞋底受到的摩擦力方向是向 (选填“前”或“后”)。他还发现盲道上有凸起,这是采用 的方法来增大压强。
【答案】 前 减小受力面积
【解析】[1]人向前行走时,鞋底相对于地面有向后的运动趋势,故摩擦力方向与之相反,是向前的。
[2]盲道有凸棱是在压力一定时,减小受力面积从而增大压强,使盲人更好的感觉到路。
12.(2023·黑龙江龙东)如图所示,把一个质量为0.5kg,底面积为40cm2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成 。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底12cm,则水对壶底的压力是 N(ρ水=1.0103kg/m3)。
【答案】 连通器 4.8
【解析】[1]茶壶的壶嘴和壶身上端开口,下部连通,构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴和壶身内的水面保持相平。
[2]由题意知,水面到壶底12cm,根据可得,水对容器底部的压强为,又根据可得,水对壶底的压力为
13.(2023·内蒙古通辽)如图甲是装有自动供水装置的盆景,在 的作用下可使盆景盘中水位保持一定的高度,图乙是创意气压计,A为玻璃管且上端与大气相通,B为密闭的厚空心玻璃球,A与B下部相通,该气压计 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
【答案】 大气压 不属于
【解析】[1]由图甲可知,外界大气压作用在水面上,会使得瓶中的水保持一定的高度,不会全部流出。
[2]由图乙可知,B玻璃球上端封闭,故不构成连通器。
14.(2023·辽宁丹东)用吸管喝酸奶,吸管有一端很尖,更容易将吸管插入包装盒中,这是通过减小 来增大压强的;用吸管把酸奶“吸”入口中,这是利用了 的作用。
【答案】 受力面积 大气压
【解析】[1]增大压强的方法有两种,增大压力和减小受力面积,用吸管喝酸奶,吸管有一端很尖,是在压力一定的情况下,减小受力面积,增大压强。
[2]用吸管把酸奶“吸”入口中,是吸管内部压强减小,小于外界大气压,是大气压将酸奶“压”入口中的,这是利用了大气压的原理。
15.(2023·湖北宜昌)如图重为0.5N的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中,鸡蛋受到的浮力是 N,若再往玻璃杯中加盐,鸡蛋受到的浮力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 0.5 不变
【解析】[1]鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中,鸡蛋受到的浮力F浮=G=0.5N
[2]若再往玻璃杯中加盐,盐水的密度变大,鸡蛋仍然处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,鸡蛋的重力不变,浮力不变。
16.(2023·湖南益阳)某一木块的体积为100cm3,所受的重力为0.8N,漂浮在水面上静止时受到的浮力为 N。用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为 N(g取10N/kg)。
【答案】 0.8 1
【解析】[1]木块漂浮在水面上静止时受到的浮力F浮=G=0.8N
[2]用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为F′浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N
三、作图题
17.(2023四川广元)如图所示,物体A静止于粗糙斜面B上,请你作出物体A对斜面B的压力F的示意图。
【答案】
【解析】垂直作用在物体表面上的力叫压力。物块对斜面的压力作用点在斜面上,方向垂直斜面向下
18.(2023山东临沂)作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图(O为小球的重心)。
【答案】
【解析】漂浮在水面上的小球处于平衡状态,因此受到竖直向下的重力等于竖直向上的浮力
四、实验题
19.(2023湖南衡阳)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是___________(选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量___________(选填“有关”或“无关”);
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的___________有关;
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通过比较___________两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关;
(5)实验后,该同学自制如图E装置继续探究,已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器___________有压强(选填“底部”或“侧壁”)。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度___________(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
【答案】(1)转换法 (2)无关 (3)深度 (4)C、D (5)侧壁 小于
【解析】(1)由于实验过程中液体压强大小不易于直接比较,因此在实验中,通过瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度来反映压力作用效果,这种研究方法是转换法。
(2)由题意可知,A、B两瓶子所装的都是水,由图可知,A瓶子所装水的体积大于B瓶子所装水的体积,则A瓶子水的质量大于B瓶子水的质量,两瓶子所装水的质量不同,深度相同,但橡皮膜鼓起的程度相同,即液体的压强相同,因此说明液体的压强与液体的质量无关。
(3)由题意可知,B、C两瓶子所装的都是水,且两瓶子粗细相同,由图可知,C瓶子所装水的深度大于B瓶子所装水的深度,两瓶子水的深度不同,橡皮膜鼓起的程度不同,即液体的压强不同,因此说明液体的压强与液体的深度有关。
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法可知,需控制液体的密度不同,液体的深度相同,由题图可知,C、D两瓶子符合题意。C、D两瓶子液体的密度不同,液体深度相同,橡皮膜鼓起的程度不同,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关。
(5)如图E所示,隔板左侧倒水,橡皮膜在侧壁上,发现橡皮膜向右凸起,表明橡皮膜所在的位置有压强,这说明液体对容器的侧壁有压强。
在图F中,水对橡皮膜有向右的压强,右侧液体对橡皮膜有向左的压强,橡皮膜恢复原状,不再凸起,说明橡皮膜左右两侧压强相等,则有,因为h液>h水,所以ρ液<ρ水。
20.(2023·湖南常德)小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与 有关;
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 有关;
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:
①将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会 (选填“变大”、“变小”、“不变”),若它们的变化量相等,则证明F浮=G排;
②在图2中,已知重物是底面积为100cm2,高为8cm,重为10N的实心长方体,从重物刚接触水面开始,将升降台缓慢上升6cm,则重物最终浸入的深度为 cm(弹簧测力计每1N的刻度线间距为0.5cm)。
【答案】 1 排开液体体积 液体密度 变大 4
【解析】(1)[1]由图A可知,金属块的重力G=4N,由图D可知金属块浸没时弹簧测力计的示数F′=3N,则金属块浸没在水中所受的浮力F浮=G-F′=4N-3N=1N
(2)[2]由A、B、C、D四个图可知,金属块排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,据此可得出金属块受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)[3]由A、D、E三图可知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不相同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(4)①[4]如图2,小明将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度,当小明逐渐调高升降台,重物浸入水中的体积变大,排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,所以弹簧测力计甲的示数F′=G﹣F浮变小。又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计乙的示数变大。
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计甲示数的变化量和弹簧测力计乙的示数变化量相等,从而证明了F浮=G排;
②[5]因平台又上升后,由于物体受浮力,弹簧测力计示数会减小,且弹簧测力计每1N的刻度线间距为0.5cm,所以,设物体静止时弹簧缩短了hcm,此时物体浸入水中的深度为(6﹣h)cm,弹簧测力计示数为,即F=G﹣2N/cm×h,此时弹簧测力计拉力、浮力与物体重力平衡,所以F+F浮=G,即(10N﹣2N/cm×h)+1.0×103kg/m3×10N/kg×100×(6﹣h)×10﹣6m3=10N,解得h=2cm;所以重物浸入深度为6cm﹣2cm=4cm
五、计算题:
21.(2023广东)C919是我国自主研发的一种大型客机,已完成商业首航。假设某架飞机总质量为,静止在水平跑道上时,其轮胎与地面接触的总面积约为1m2,g取10N/kg。求该飞机:
(1)受到的重力;
(2)静止时对水平跑道的压强;
(3)以800km/h匀速直线飞行18min所通过的距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】解:(1)根据可知,飞机受到的重力为
(2)客机静止时,对地面的压力大小等于客机的重力,则静止时对水平跑道的压强为
(3)由于飞机的速度为800km/h,根据可得,飞行18min所通过的距离为
22.(2023上海)甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器,容器高度为0.8m,甲中有2kg的水,乙中A液体的质量为m,底面积为。
(1)求甲中水的体积V甲;
(2)乙对地面的压强p乙。
(3)若甲中水的深度为0.6m,乙中再加入A液体,使甲乙对地面的压强相等,求乙液体的密度范围。
【答案】(1)2×10-3m3;(2);(3)
【解析】解:(1)甲中水的体积
(2)乙对地面的压力
乙对地面的压强
(3)当甲乙对地面的压强相等时,甲乙对地面的压力相等,甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器,所以甲乙两容器内液体的重力相等
即
乙液体的深度越小,密度越大,当乙容器中液体深度为容器高度0.8m时,乙液体的密度最小,故乙液体的最小密度为
由图可知,此时乙液体的深度比水略大,还需再加入A液体才能使甲乙对地面的压强相等,故乙液体的密度最大为水的密度,所以乙液体的密度范围为
23.(2023·黑龙江牡丹江)学习了阿基米德原理,小明想到一种只用弹簧测力计测量金属块密度的方法。先用弹簧测力计测出金属块的重力是,再把金属块浸没到水中,静止时,弹簧测力计的示数是。求:
(1)金属块浸没在水中受到的浮力;
(2)金属块的体积;
(3)金属块的密度。
【答案】(1)0.1N;(2);(3)
【解析】(1)金属块受到的浮力
(2)根据阿基米德原理,金属块完全浸没在水中时,排开的水的体积
因金属块浸没在水中,故金属块的体积
(3)根据G=mg,金属块的质量
金属块的密度
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!15
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$