内容正文:
专题01 第7-9章 考点清单
•考点1 牛顿第一定律
•考点2 力的合成
•考点3 二力平衡
•考点4 压力的作用效果
•考点5 探究:液体压强与哪些因素有关
•考点6 空气的“力量”
•考点7 流体压强与流速的关系
•考点8 浮力
•考点9 阿基米德原理
•考点10 物体的浮沉条件及应用
考点1:牛顿第一定律
一、阻力对物体运动的影响
1. 古希腊哲学家亚里士多德认为:要维持物体的运动,就必须给它施加一定的力;不受力而能够一直运动的物体是不存在的。
2. 意大利物理学家伽利略对这种观点提出了质疑。他通过思想实验发现:运动物体如果不受其他力的作用,将会一直运动下去。
3. 探究阻力对物体运动的影响:如图7-3所示,小车从同一斜面顶端由静止向下运动,分别运动到表面粗糙、比较粗糙和平滑的水平面上。观察并比较这三种情况下小车在水平面上运动的距离,你能得到什么结论?
由实验可知,在其他条件相同时,小车在水平面上受到的阻力越小,运动的距离就越大。由此可推测,假如小车在水平面上不受阻力,则小车将一直运动下去。
4. 牛顿概括伽利略等人的研究成果,提出了牛顿第一定律.
二、牛顿第一定律
内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态, 直到有外力迫使它改变这种状态为止。
要点:
牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上, 通过推理抽象概括出来的。我们周围的物体, 都会受到力的作用,因此不能用实验来直接证 明这一定律,但是该定律蕴含的科学推理及由 此得出的推论,都是非常重要的。牛顿第一定 律被公认是物理学基本定律之一。
三、惯性
1.牛顿第一定律揭示了任何物体都有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。物理学上把物体的这种性质称为惯性,惯性是一切物体固有的属性之一。牛顿第一定律又被称为惯性定律。
2.惯性的利用:跳远运动员快速助跑,利用自身的惯性在空中继续前进;拍打衣服,清除衣服上的灰尘;甩掉手上的水珠。
3.惯性的危害:汽车刹车后不能立即停下来,酿成交通事故;快速行驶的汽车发生碰撞,车里的乘客如果没有系安全带,会与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎,飞出车外;走路时不小心,可能会被台阶绊倒。
考点2:力的合成
一、力的合成
1.合力:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力
2.分力:组成合力的每一个力叫分力
要点:
同一直线上二力的合成:
(1)同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之和,方向跟着两个力的方向相同,即 F= +;
(2) 同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之差,方向跟较大的那个力的方向相同,即F= -(>)
考点3:二力平衡
1.物理学中,把物体保持静止或匀速直线 运动状态称为平衡状态。
2.物体如果在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力就互称为平衡力。
3.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力 大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上。
4.二力平衡条件的而应用:判断力的大小、方向。
(1)甲图中,钩码静止,二力平衡,即:钩码的重力G,等于弹簧测力计对钩码的拉力F,拉力F的方向和重力的方向相反。
(2)图乙中,放在桌面上的篮球,受到重力G和桌面的支持力F,大小相等,方向相反。
(3)图丙中,跳伞运动员,在空中匀速下落:人和伞的总重G等于阻力f,阻力的方向与重力的方向相反。
要点:
1.平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力。
2.二力平衡的条件可以归纳为:等大、反向、同体、共线。
考点4:压力的作用效果
一、压力
1.定义:压力是指垂直作用在物体表面上的力
2.产生原因:由于物体相互接触挤压而产生的力。
3.方向:垂直于受力面,指向被压物体。
要点:压力与重力的关系:压力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力图乙所示。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力图甲所示。
二、压强
1.定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
2.物理意义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
3.公式:
P——表示压强,单位是帕斯卡;
F——表示压力,单位是牛顿;
S——表示受力面积,单位是平方米。
国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=lN/m2,
其物理意义是:lm2的面积上受到的压力是1N。
4.探究压力的作用效果与哪些因素有关
大量实验可知:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
5.增大和减小压强的方法:
(1)增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
(2)减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积。
要点:1.形状规则密度均匀的物体,压强的大小只与密度和高度有关,与质量和受力面积无关,如长方体、正方体圆柱体。
2.密度均匀的长方体放在水平面上,如果沿红线切去黄色部分,物体对水平面的压力、压强的变化。
(1)甲图中沿竖直方向切,压力变小,压强不变;
(2)乙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变大;
(3)丙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变小。
考点5:探究:液体压强与哪些因素有关
1.液体压强的特点:
(1)液体向各个方向都有压强。
(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。
(3)同种液体中,深度越深,液体压强越大。
(4)在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
2.液体压强的大小 :
(1)液体压强与液体密度和液体深度有关。
(2)公式:。P——表示液体压强单位帕斯卡(Pa);ρ——表示液体密度,单位是千克每立方米(kg/m3);
h——表示液体深度,单位是米(m)。
(3)液体压强公式的推导。
图 8-17为盛有液体的容器,设想液体中有一高度为h、横截面积为S的液柱,其上表面与液面相平。计算这段液柱产生的压强,就能得到深度为h处的液体压强。液体的密度为ρ,液柱的质量m = Vρ,液柱的体积V = Sh。
那么,液柱对其底面的压力F= mg= Vρg= Shρg 液柱对其底面的压强
由公式可知,只要知道液体的密度、液体的深度,便可算出某深度处液体的压强。
(3)U形管压强计:
如图 8-16 所示,U 形管压强计是用来研究液体压强的仪器。若将 U 形管压强计的金属盒放入液体中一定深度,则 U 形管两管液面高度差可反映该深度的液体压强的大小。
我们采用控制变量的方法来进行实验探究,分别仅改变U形管压强计的金属盒的方向、深度或换用不同液体等,根据U 形管两管液面高度差的变化来研究液体压强与哪些因素有关。
3.液体重力与液体对容器底部的压力的比较:
(1)敞口容器中图甲所示。根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
(2)形状规则的容器图乙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
(3)收口的容器图丙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
4. 连通器——液体压强的实际应用:
(1) 连通器的定义:我们把上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器。
(2) 连通器的特点:静止在连通器内的同种液体,各部分直接与大气接触的液面总保持在同一水平面上(图 8-19)。
如图8-20 所示,当同种液体不流动时,设想在U 形管下部正中有液片 A。由于液片 A 静止不动,处 于平衡状态,因此,液片 A 两面的受力是相等的, 受到的压强也相等。根据液体压强与深度的关系,可知左右两管中液体的深度应该相同。
(3)连通器的应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。
要点:
1.液体压强公式适用范围:这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管有时固体产生压强恰好也等于,例如:将一密度均匀,高为h的柱状体放在水平桌面上,桌面受到的压强:p===,但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用p=来计算。但对液体来说无论液体的形状如何,都可以用P=计算液体内某一深度的压强。
2.公式p=中的“h”表示深度,不能理解为高。h是指从液面到所求压强处之间的竖直距离。液面是指液体的自由表面,不一定是容器的上表面。如图所示,A、B、C三点的深度相同。
3.利用压强公式计算时要注意:(1)如果是固体压强,一般先求压力F,再根据公式求压强;(2)
如果是液体压强,根据公式先求出压强,再根据变形公式求出压力。
考点6:空气的“力量”
1.大气压产生的原因:由于重力的作用,并且空气具有流动性,因此发生挤压而产生的。
2.证明大气压存在:马德堡半球实验,覆杯实验,瓶吞鸡蛋实验。
3.大气压的测量:
(1)托里拆利实验:实验方法:在长约1m一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时测出管内外水银面高度差约为76cm。
(2)气压计测量法:
①气压计:测量大气压的仪器叫做气压计。
②常见的气压计:在生产生活中,人们通常利用各种气压计测 量大气压强,如汞气压计、无液气压计等。图 8-37 是一种管式弹簧压强计原理示意图。管式弹 簧压强计中空心弹簧管的一端与所测的气体连通, 而另一端封闭,并连接杠杆、齿轮和指针等。当 空心弹簧管内的压强增大时,管就趋向于伸直, 也就是弯度变小。这种形状的变化,由杠杆和齿 轮带动指针,指示所测气体的压强。
(3)估测大气压强:如图 8-38 所示,将注射器的活塞推至外筒的顶端,排尽空气, 然后密封注射器的小孔,避免空气进入。将活塞与弹簧测力计挂钩相连,随后慢慢拉动注射器外筒直至活塞开始滑动。记录此时弹簧测力计示数,测算活塞的横截面积,则可估算出大气压强的大小。
4.影响大气压的因素:
(1)大气压随高度的升高而降低。由于越向高空,空气越稀薄,空气的密度越小,所以大气压随高度的升高而减小,由于大气层密度变化是不均匀的,因此压强随高度的变化也是不均匀的。在海拔3000m以内,每升高10m,大气压约减小100Pa。
(2)天气、气候影响大气压:一般来说冬天的气压比夏天高,晴天的气压比阴雨天的高。温度升高、气压也升高,大气越潮湿,气压越低。
5.大气压的应用:抽水机、离心式水泵等。
要点:
1.计算大气压的数值:P0=P水银=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
所以,标准大气压的数值为:P0=1.013×l05Pa=76cmHg=760mmHg。
2.以下操作对托里拆利实验没有影响:(1)玻璃管是否倾斜;(2)玻璃管的粗细;(3)在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。
3.若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气,液体高度减小,则测量值要比真实值偏小。
4.这个实验利用了等效替换的思想和方法。
考点7:流体压强与流速的关系
1.流体:气体和液体都具有流动性,统称为流体。
2.流体流速越大的位置压强越小:
3.机翼升力产生原因:上下表面的压强差。
4.小实验:
把乒乓球放在翻转的漏斗中,用嘴通过漏斗向下吹气,同时放开手,发现乒乓球没有掉下来。由物体的平衡条件可知,竖直方向除了受到重力以外,还由于乒乓球上表面的空气流速大从而使上方气压小于下方气压,这样空气就给了乒乓球一个向上的压力。使乒乓球不会掉下来。
同样道理,当对着两张纸的中间吹气,纸非但不会分开,反而靠的更近了。
5.生活生产中的应用:
等车的时候人要站在安全线以外;汽车的整体形状类似飞机机翼,有助于减小汽车对地面的压力;鼠洞的通风系统;乒乓球的上旋和下旋等。
又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近,否则容易造成事故。
考点8:浮力
一、浮力
1.概念:无论是液体还是气体,对浸在其中的物体都有竖直向上的托力,物理学中把这个托力叫浮力。
2.方向:竖直向上。
3.测量金属块浸没水中所受的浮力:
(1)步骤:①如图(a),在弹簧测力计下悬挂一个金属块,读出弹簧测力计的示数,这就是金属块的重力G;
②如图(b),把金属块浸没在水,记录弹簧测力计的示数。
(2)结论:①弹簧测量计的示数变小,说明浸没在水中的金属块受到浮力的作用。
②浮力的大小:
二、浮力产生的原因
完全浸没在液体里的物体,各个表面均受到液体的压力,由于它前后左右对应部分受到的压力大小相等、方向相反,因此而平衡,物体的上下两面浸在液体中的深度不同,对应部分所受压力的大小、方向均不同,这两个压力的合力方向向上,液体对物体上、下两面的压力差,就是液体对物体的浮力。
用公式表示为:。
要点:1. 浮力的施力物体就是“液体”,受力物体就是“浸在液体中的物体”;物体间力的作用是相互的,物体受到浮力的同时,液体也受到物体对它的压力作用,这个力的大小就等于物体受到的浮力,方向和浮力的方向相反。
2.根据浮力产生的原因--上、下表面受到的压力差,如果物体和容器底部紧密接触(不是沉底),这时物体上表面受到液体竖直向下的压力,物体的下表面并没有受到液体竖直向上的压力,物体虽然浸没在液体中,但是不受浮力。(如图)
三、探究:浮力大小与哪些 因素有关
大量实验表明:物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关, 而与浸没在液 体中的深度无关。物体排开液体的体积越大、液体的 密度越大,浮力就越大。
考点9:阿基米德原理
1.阿基米德原理:浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
2.公式:
要点:
1.从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
2.阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。
3.当物体浸没在液体中时,,当物体部分浸在液体中时,,()。
4.阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:
考点10:物体的浮沉条件及应用
1. 物体的浮沉条件
大量实验证明:浸没在液体中的物体,当浮力大于重力时,物体 上浮;当浮力小于重力时,物体下沉;当浮力等于重力时,物体处于悬浮状态。
(1)物体浸没在液体中时:,;
①如果,物体下沉,;
②如果,物体上浮,;
③如果,物体悬浮,。
(2)漂浮在液面上的物体: ,
展开为:,
因为:,
所以:。
(3)沉底的物体:,
所以:,。
2.浮力的应用
(1)轮船、气球、飞艇的浮沉原理——调节重力、浮力的关系:
①要使密度大于水的物质做成的物体浮于水面可采用“空心”办法,增大体积从而增大浮力,使物体浮于水面,用钢铁做成轮船,就是根据这一道理。
②潜水艇靠改变自身的重力来实现上浮和下潜。当F浮>G时,潜水艇上浮;当水箱中充水时,自身重力增大,增大到F浮=G时,可悬浮于某一位置航行;水箱中再充水,至F浮<G时,则潜水艇下沉。
③利用密度小于空气的气体,通过改变气囊里气体的质量来改变自身的体积,从而改变所受浮力的大小,来实现升降,气球和飞艇就是利用空气浮力升空的。
(2)密度计的原理及用途:
密度计是用来测定液体密度的仪器,它根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理而制成的,密度计在待测液体里呈漂浮状态,所受浮力大小不变,都等于它的重力,根据浮力公式,
F浮=G排=ρ液gV排,液体密度较大的时候,密度计露出部分多,反之就少,所以密度计上的刻度数是上面较小而下面较大,密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如“0.8,”表示该液体密度是0.8×103kg/m3。
要点:
1.物体浮沉条件
浮沉状况
物理现象
运动状态
条件
物液密度关系
与的关系
浮
上浮
在液体中向上运动
向上运动
漂浮
浮在液面上
静止在液面上
悬
悬浮
停留在液体中任何深度的地方
静止在液体中
沉
下沉
在液体中向下运动
向下运动
沉底
停留在容器底部
静止在容器底部
2.计算浮力的方法:
(1)根据浮力产生的原因:F浮=F向上-F向下,一般用于已知物体在液体中的深度,且形状规则的物体。
(2)根据阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排,这个公式对任何受到浮力的物体都适用。
(3)称重法:F浮=G物-F拉,将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中,静止时,物体受到重力,浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡。
(4)根据漂浮、悬浮条件:F浮=G物,这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。
注:运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用范围,弄清已知条件,不可乱套公式。
考点1:牛顿第一定律
【典例1】.根据牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.物体在没有受到力的作用时,一定保持静止状态
B.物体在没有受到力的作用时,一定保持匀速直线运动状态
C.物体在没有受到力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态
D.物体只有在受到力的作用时才能维持它的运动,不受力的作用时一定会处于静止状态
【典例2】.下列现象中不能用惯性知识解释的是( )
A.用手拍掉衣服上的灰尘
B.用力将物体抛出去,物体最终要落到地面上
C.子弹离开枪口后仍然能继续快速向前飞行
D.古代打仗时,使用绊马索能将敌方飞奔的马绊倒
考点2:力的合成
【典例3】.一袋重100N的米静止在水平地面上。小刚用80N的力竖直向上提它时,米袋受到所有力的合力为( )
A.0N B.180N,方向竖直向下
C.20N,方向竖直向上 D.20N,方向竖直向下
【典例4】.重力为G的雪花从空中加速飘落的过程中,若雪花所受阻力为f,则雪花所受力的合力的大小和方向分别为( )
A. 竖直向上 B. 竖直向上
C. 竖直向下 D. 竖直向下
考点3:二力平衡
【典例5】.如图所示,下列选项中物体受到的两个力相互平衡的是( )
A. B. C. D.
【典例6】.体重为420N的张华同学用双手握住竖直的竹竿匀速上攀,他所受的摩擦力( )
A.等于420N,方向向下 B.等于420N,方向向上
C.大于420N,方向向下 D.大于420N,方向向上
考点4:压力的作用效果
【典例7】.如图所示的四种现象中,属于增大压强的是( )
A.压路机的碾子很重 B.铁轨下铺有枕木
C.图钉帽的面积较大 D.运输车安装有很多车轮
【典例8】.如图所示,用的压力把重的物体紧压在竖直的墙上,物体与墙壁的接触面积为,则墙受到的压力和压强分别是( )
A.42N、4200Pa B.30N、3000Pa
C.12N、7000Pa D.72N、7200Pa
考点5:探究:液体压强与哪些因素有关
【典例9】.如图所示,一个装着适量液体的容器静置在水平桌面上,已知。、、三点所受到的液体压强分别为、和,它们的大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【典例10】.如图所示,两支完全相同的试管甲、乙中分别装有质量相等的液体。试管甲竖直放置,试管乙倾斜放置,两试管中的液面相平。设液体对两试管底部的压强分别为p甲和p乙,则( )
A. B.
C. D.条件不足,无法判断
考点6:空气的“力量”
【典例11】.首次利用实验测出1个标准大气压的科学家是( )
A.伽利略 B.托里拆利 C.阿基米德 D.牛顿
【典例12】.如图所示情景中,不能说明大气压强存在的是( )
A.利用吸管吸饮料 B.将塑料吸盘挂钩按压在光滑的墙上
C.向外推针管中的药水 D.活塞式抽水机抽水
考点7:流体压强与流速的关系
【典例13】.假期小明全家坐高铁去旅游,在站台等待列车时,站台的乘务人员让旅客在安全线后面候车,是因为列车进站时车体附近( )
A.空气流速小,压强小 B.空气流速大,压强大
C.空气流速小,压强大 D.空气流速大,压强小
【典例14】.如图(a)所示,两条船在海里近距离并排行驶时,可能会 ,这是因为两船内侧水的流速 (选填“大于”“小于”或“等于”,下同)两船外侧水的流速,造成了两船内侧水的压强 外侧水的压强。打开自来水龙头,使自来水流过如图(b)所示的玻璃管,在A、B、C三处中, (选填“A”“B”或“C”,下同)处水的流速较大, 处压强较小。
考点8:浮力
【典例15】.如上图所示,重力为10N的小球静止在水中,此时弹簧测力计的示数为4N,则小球受到的浮力为 N,方向为 。
【典例16】.如图甲所示,往下端开口的矿泉水瓶内缓慢倒水,瓶底的乒乓球 (选填“会”或“不会”)浮起来。用材料较硬的矿泉水瓶盛满水并在瓶口放一个乒乓球,将其悬空倒置如图乙所示,乒乓球没有掉落下来,是因为受到 的作用。
考点9:阿基米德原理
【典例17】.我国自主研发建造的“天锟号”绞吸挖泥船,其满载排水量为,它满载时所受的浮力为 N(),已知海水的密度大于河水的密度,若挖泥船从海洋驶入内河,则受浮力 (选填“变大”“变小”“不变”)。
【典例18】.如图所示为某新型淡水科考潜水艇,体积为10m3,该潜艇悬浮在水下8m深处时所受到水的压强为 Pa,在水面下上浮的过程中,受到的浮力为 N(海水密度取1.0×103kg/m3)。
考点10:物体的浮沉条件及应用
【典例19】.把重10N,体积为1.2×103cm3的物体轻轻投入水中,当物体静止时,物体处于 状态(填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)此时物体所受浮力是 N。
【典例20】.小华利用吸管、铁丝、石蜡等物品自制了一支密度计,将自制密度计放到水中的情景如图甲所示,测得浸入的长度为H,放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入的长度为h,用ρ水、ρ液分别表示水和液体的密度,甲、乙两图中密度计所受浮力大小F甲 F乙 (选填“>”、“<”或“=”),ρ液= (用ρ水、H、h表示)。
一、单选题
1.一个普通中学生双脚站立在地面,对地面的压强大约是( )
A. B. C. D.
2.图中属于连通器的是( )
A.吸盘挂衣钩 B.加油枪
C.脱排抽油烟机 D.茶壶
3.长方体容器中盛有水3N,将一物体放入水中后,有1N的水溢出,则正确的是( )
A.物体所受浮力一定1N
B.物体所受浮力一定小于1N
C.物体所受浮力可能是1N
D.物体所受浮力一定大于1N
4.1687年,英国科学家牛顿在其巨著《自然哲学的数学原理》里,提出了三大运动定律和万有引力定律,牛顿第一运动定律就是其中的一条运动定律。关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.当物体不受任何力的作用时,它将处于静止状态或匀速直线运动状态
C.牛顿第一定律是可以通过实验来证明的
D.物体受到力的作用,它的运动状态一定改变
5.如图所示,小明用水平推力推静止在水平地面上的箱子,箱子没有动。下列说法正确的是( )
A.箱子所受推力小于箱子所受摩擦力
B.箱子所受重力和地面对箱子的支持力是一对相互作用力
C.地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力是一对平衡力
D.箱子受力平衡
6.把重25N,边长为0.1m的正方体物块投入蓄满水的正方体池子中,当物块静止时,下列说法正确的是( )
A.物块所受浮力为25N
B.物块在水中处于悬浮状态
C.物块沉在水底,物块的密度为2.5×103kg/m3
D.池底受到物块的压力为25N
15 / 25
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题01 第7-9章 考点清单
•考点1 牛顿第一定律
•考点2 力的合成
•考点3 二力平衡
•考点4 压力的作用效果
•考点5 探究:液体压强与哪些因素有关
•考点6 空气的“力量”
•考点7 流体压强与流速的关系
•考点8 浮力
•考点9 阿基米德原理
•考点10 物体的浮沉条件及应用
考点1:牛顿第一定律
一、阻力对物体运动的影响
1. 古希腊哲学家亚里士多德认为:要维持物体的运动,就必须给它施加一定的力;不受力而能够一直运动的物体是不存在的。
2. 意大利物理学家伽利略对这种观点提出了质疑。他通过思想实验发现:运动物体如果不受其他力的作用,将会一直运动下去。
3. 探究阻力对物体运动的影响:如图7-3所示,小车从同一斜面顶端由静止向下运动,分别运动到表面粗糙、比较粗糙和平滑的水平面上。观察并比较这三种情况下小车在水平面上运动的距离,你能得到什么结论?
由实验可知,在其他条件相同时,小车在水平面上受到的阻力越小,运动的距离就越大。由此可推测,假如小车在水平面上不受阻力,则小车将一直运动下去。
4. 牛顿概括伽利略等人的研究成果,提出了牛顿第一定律.
二、牛顿第一定律
内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态, 直到有外力迫使它改变这种状态为止。
要点:
牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上, 通过推理抽象概括出来的。我们周围的物体, 都会受到力的作用,因此不能用实验来直接证 明这一定律,但是该定律蕴含的科学推理及由 此得出的推论,都是非常重要的。牛顿第一定 律被公认是物理学基本定律之一。
三、惯性
1.牛顿第一定律揭示了任何物体都有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。物理学上把物体的这种性质称为惯性,惯性是一切物体固有的属性之一。牛顿第一定律又被称为惯性定律。
2.惯性的利用:跳远运动员快速助跑,利用自身的惯性在空中继续前进;拍打衣服,清除衣服上的灰尘;甩掉手上的水珠。
3.惯性的危害:汽车刹车后不能立即停下来,酿成交通事故;快速行驶的汽车发生碰撞,车里的乘客如果没有系安全带,会与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎,飞出车外;走路时不小心,可能会被台阶绊倒。
考点2:力的合成
一、力的合成
1.合力:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力
2.分力:组成合力的每一个力叫分力
要点:
同一直线上二力的合成:
(1)同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之和,方向跟着两个力的方向相同,即 F= +;
(2) 同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之差,方向跟较大的那个力的方向相同,即F= -(>)
考点3:二力平衡
1.物理学中,把物体保持静止或匀速直线 运动状态称为平衡状态。
2.物体如果在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力就互称为平衡力。
3.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力 大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上。
4.二力平衡条件的而应用:判断力的大小、方向。
(1)甲图中,钩码静止,二力平衡,即:钩码的重力G,等于弹簧测力计对钩码的拉力F,拉力F的方向和重力的方向相反。
(2)图乙中,放在桌面上的篮球,受到重力G和桌面的支持力F,大小相等,方向相反。
(3)图丙中,跳伞运动员,在空中匀速下落:人和伞的总重G等于阻力f,阻力的方向与重力的方向相反。
要点:
1.平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力。
2.二力平衡的条件可以归纳为:等大、反向、同体、共线。
考点4:压力的作用效果
一、压力
1.定义:压力是指垂直作用在物体表面上的力
2.产生原因:由于物体相互接触挤压而产生的力。
3.方向:垂直于受力面,指向被压物体。
要点:压力与重力的关系:压力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力图乙所示。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力图甲所示。
二、压强
1.定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
2.物理意义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
3.公式:
P——表示压强,单位是帕斯卡;
F——表示压力,单位是牛顿;
S——表示受力面积,单位是平方米。
国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=lN/m2,
其物理意义是:lm2的面积上受到的压力是1N。
4.探究压力的作用效果与哪些因素有关
大量实验可知:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
5.增大和减小压强的方法:
(1)增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
(2)减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积。
要点:1.形状规则密度均匀的物体,压强的大小只与密度和高度有关,与质量和受力面积无关,如长方体、正方体圆柱体。
2.密度均匀的长方体放在水平面上,如果沿红线切去黄色部分,物体对水平面的压力、压强的变化。
(1)甲图中沿竖直方向切,压力变小,压强不变;
(2)乙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变大;
(3)丙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变小。
考点5:探究:液体压强与哪些因素有关
1.液体压强的特点:
(1)液体向各个方向都有压强。
(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。
(3)同种液体中,深度越深,液体压强越大。
(4)在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
2.液体压强的大小 :
(1)液体压强与液体密度和液体深度有关。
(2)公式:。P——表示液体压强单位帕斯卡(Pa);ρ——表示液体密度,单位是千克每立方米(kg/m3);
h——表示液体深度,单位是米(m)。
(3)液体压强公式的推导。
图 8-17为盛有液体的容器,设想液体中有一高度为h、横截面积为S的液柱,其上表面与液面相平。计算这段液柱产生的压强,就能得到深度为h处的液体压强。液体的密度为ρ,液柱的质量m = Vρ,液柱的体积V = Sh。
那么,液柱对其底面的压力F= mg= Vρg= Shρg 液柱对其底面的压强
由公式可知,只要知道液体的密度、液体的深度,便可算出某深度处液体的压强。
(3)U形管压强计:
如图 8-16 所示,U 形管压强计是用来研究液体压强的仪器。若将 U 形管压强计的金属盒放入液体中一定深度,则 U 形管两管液面高度差可反映该深度的液体压强的大小。
我们采用控制变量的方法来进行实验探究,分别仅改变U形管压强计的金属盒的方向、深度或换用不同液体等,根据U 形管两管液面高度差的变化来研究液体压强与哪些因素有关。
3.液体重力与液体对容器底部的压力的比较:
(1)敞口容器中图甲所示。根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
(2)形状规则的容器图乙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
(3)收口的容器图丙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
4. 连通器——液体压强的实际应用:
(1) 连通器的定义:我们把上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器。
(2) 连通器的特点:静止在连通器内的同种液体,各部分直接与大气接触的液面总保持在同一水平面上(图 8-19)。
如图8-20 所示,当同种液体不流动时,设想在U 形管下部正中有液片 A。由于液片 A 静止不动,处 于平衡状态,因此,液片 A 两面的受力是相等的, 受到的压强也相等。根据液体压强与深度的关系,可知左右两管中液体的深度应该相同。
(3)连通器的应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。
要点:
1.液体压强公式适用范围:这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管有时固体产生压强恰好也等于,例如:将一密度均匀,高为h的柱状体放在水平桌面上,桌面受到的压强:p===,但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用p=来计算。但对液体来说无论液体的形状如何,都可以用P=计算液体内某一深度的压强。
2.公式p=中的“h”表示深度,不能理解为高。h是指从液面到所求压强处之间的竖直距离。液面是指液体的自由表面,不一定是容器的上表面。如图所示,A、B、C三点的深度相同。
3.利用压强公式计算时要注意:(1)如果是固体压强,一般先求压力F,再根据公式求压强;(2)
如果是液体压强,根据公式先求出压强,再根据变形公式求出压力。
考点6:空气的“力量”
1.大气压产生的原因:由于重力的作用,并且空气具有流动性,因此发生挤压而产生的。
2.证明大气压存在:马德堡半球实验,覆杯实验,瓶吞鸡蛋实验。
3.大气压的测量:
(1)托里拆利实验:实验方法:在长约1m一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时测出管内外水银面高度差约为76cm。
(2)气压计测量法:
①气压计:测量大气压的仪器叫做气压计。
②常见的气压计:在生产生活中,人们通常利用各种气压计测 量大气压强,如汞气压计、无液气压计等。图 8-37 是一种管式弹簧压强计原理示意图。管式弹 簧压强计中空心弹簧管的一端与所测的气体连通, 而另一端封闭,并连接杠杆、齿轮和指针等。当 空心弹簧管内的压强增大时,管就趋向于伸直, 也就是弯度变小。这种形状的变化,由杠杆和齿 轮带动指针,指示所测气体的压强。
(3)估测大气压强:如图 8-38 所示,将注射器的活塞推至外筒的顶端,排尽空气, 然后密封注射器的小孔,避免空气进入。将活塞与弹簧测力计挂钩相连,随后慢慢拉动注射器外筒直至活塞开始滑动。记录此时弹簧测力计示数,测算活塞的横截面积,则可估算出大气压强的大小。
4.影响大气压的因素:
(1)大气压随高度的升高而降低。由于越向高空,空气越稀薄,空气的密度越小,所以大气压随高度的升高而减小,由于大气层密度变化是不均匀的,因此压强随高度的变化也是不均匀的。在海拔3000m以内,每升高10m,大气压约减小100Pa。
(2)天气、气候影响大气压:一般来说冬天的气压比夏天高,晴天的气压比阴雨天的高。温度升高、气压也升高,大气越潮湿,气压越低。
5.大气压的应用:抽水机、离心式水泵等。
要点:
1.计算大气压的数值:P0=P水银=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
所以,标准大气压的数值为:P0=1.013×l05Pa=76cmHg=760mmHg。
2.以下操作对托里拆利实验没有影响:(1)玻璃管是否倾斜;(2)玻璃管的粗细;(3)在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。
3.若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气,液体高度减小,则测量值要比真实值偏小。
4.这个实验利用了等效替换的思想和方法。
考点7:流体压强与流速的关系
1.流体:气体和液体都具有流动性,统称为流体。
2.流体流速越大的位置压强越小:
3.机翼升力产生原因:上下表面的压强差。
4.小实验:
把乒乓球放在翻转的漏斗中,用嘴通过漏斗向下吹气,同时放开手,发现乒乓球没有掉下来。由物体的平衡条件可知,竖直方向除了受到重力以外,还由于乒乓球上表面的空气流速大从而使上方气压小于下方气压,这样空气就给了乒乓球一个向上的压力。使乒乓球不会掉下来。
同样道理,当对着两张纸的中间吹气,纸非但不会分开,反而靠的更近了。
5.生活生产中的应用:
等车的时候人要站在安全线以外;汽车的整体形状类似飞机机翼,有助于减小汽车对地面的压力;鼠洞的通风系统;乒乓球的上旋和下旋等。
又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近,否则容易造成事故。
考点8:浮力
一、浮力
1.概念:无论是液体还是气体,对浸在其中的物体都有竖直向上的托力,物理学中把这个托力叫浮力。
2.方向:竖直向上。
3.测量金属块浸没水中所受的浮力:
(1)步骤:①如图(a),在弹簧测力计下悬挂一个金属块,读出弹簧测力计的示数,这就是金属块的重力G;
②如图(b),把金属块浸没在水,记录弹簧测力计的示数。
(2)结论:①弹簧测量计的示数变小,说明浸没在水中的金属块受到浮力的作用。
②浮力的大小:
二、浮力产生的原因
完全浸没在液体里的物体,各个表面均受到液体的压力,由于它前后左右对应部分受到的压力大小相等、方向相反,因此而平衡,物体的上下两面浸在液体中的深度不同,对应部分所受压力的大小、方向均不同,这两个压力的合力方向向上,液体对物体上、下两面的压力差,就是液体对物体的浮力。
用公式表示为:。
要点:1. 浮力的施力物体就是“液体”,受力物体就是“浸在液体中的物体”;物体间力的作用是相互的,物体受到浮力的同时,液体也受到物体对它的压力作用,这个力的大小就等于物体受到的浮力,方向和浮力的方向相反。
2.根据浮力产生的原因--上、下表面受到的压力差,如果物体和容器底部紧密接触(不是沉底),这时物体上表面受到液体竖直向下的压力,物体的下表面并没有受到液体竖直向上的压力,物体虽然浸没在液体中,但是不受浮力。(如图)
三、探究:浮力大小与哪些 因素有关
大量实验表明:物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关, 而与浸没在液 体中的深度无关。物体排开液体的体积越大、液体的 密度越大,浮力就越大。
考点9:阿基米德原理
1.阿基米德原理:浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
2.公式:
要点:
1.从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
2.阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。
3.当物体浸没在液体中时,,当物体部分浸在液体中时,,()。
4.阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:
考点10:物体的浮沉条件及应用
1. 物体的浮沉条件
大量实验证明:浸没在液体中的物体,当浮力大于重力时,物体 上浮;当浮力小于重力时,物体下沉;当浮力等于重力时,物体处于悬浮状态。
(1)物体浸没在液体中时:,;
①如果,物体下沉,;
②如果,物体上浮,;
③如果,物体悬浮,。
(2)漂浮在液面上的物体: ,
展开为:,
因为:,
所以:。
(3)沉底的物体:,
所以:,。
2.浮力的应用
(1)轮船、气球、飞艇的浮沉原理——调节重力、浮力的关系:
①要使密度大于水的物质做成的物体浮于水面可采用“空心”办法,增大体积从而增大浮力,使物体浮于水面,用钢铁做成轮船,就是根据这一道理。
②潜水艇靠改变自身的重力来实现上浮和下潜。当F浮>G时,潜水艇上浮;当水箱中充水时,自身重力增大,增大到F浮=G时,可悬浮于某一位置航行;水箱中再充水,至F浮<G时,则潜水艇下沉。
③利用密度小于空气的气体,通过改变气囊里气体的质量来改变自身的体积,从而改变所受浮力的大小,来实现升降,气球和飞艇就是利用空气浮力升空的。
(2)密度计的原理及用途:
密度计是用来测定液体密度的仪器,它根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理而制成的,密度计在待测液体里呈漂浮状态,所受浮力大小不变,都等于它的重力,根据浮力公式,
F浮=G排=ρ液gV排,液体密度较大的时候,密度计露出部分多,反之就少,所以密度计上的刻度数是上面较小而下面较大,密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如“0.8,”表示该液体密度是0.8×103kg/m3。
要点:
1.物体浮沉条件
浮沉状况
物理现象
运动状态
条件
物液密度关系
与的关系
浮
上浮
在液体中向上运动
向上运动
漂浮
浮在液面上
静止在液面上
悬
悬浮
停留在液体中任何深度的地方
静止在液体中
沉
下沉
在液体中向下运动
向下运动
沉底
停留在容器底部
静止在容器底部
2.计算浮力的方法:
(1)根据浮力产生的原因:F浮=F向上-F向下,一般用于已知物体在液体中的深度,且形状规则的物体。
(2)根据阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排,这个公式对任何受到浮力的物体都适用。
(3)称重法:F浮=G物-F拉,将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中,静止时,物体受到重力,浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡。
(4)根据漂浮、悬浮条件:F浮=G物,这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。
注:运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用范围,弄清已知条件,不可乱套公式。
考点1:牛顿第一定律
【典例1】.根据牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.物体在没有受到力的作用时,一定保持静止状态
B.物体在没有受到力的作用时,一定保持匀速直线运动状态
C.物体在没有受到力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态
D.物体只有在受到力的作用时才能维持它的运动,不受力的作用时一定会处于静止状态
【答案】C
【详解】ABC.力可以改变物体的运动状态,物体在没有受到力的作用时,可能保持静止或匀速直线运动状态,故AB错误,C正确;
D.物体总有保持原来的运动状态的性质,运动的物体在不受力作用时,总是做匀速直线运动,物体的运动不需要力维持,故D错误。
故选C。
【典例2】.下列现象中不能用惯性知识解释的是( )
A.用手拍掉衣服上的灰尘
B.用力将物体抛出去,物体最终要落到地面上
C.子弹离开枪口后仍然能继续快速向前飞行
D.古代打仗时,使用绊马索能将敌方飞奔的马绊倒
【答案】B
【详解】A.用手拍衣服时,衣服受力运动,而灰尘由于惯性仍保持原来的静止状态,所以灰尘与衣服脱离,这一过程利用了灰尘的惯性,故A不符合题意;
B.用力将物体抛出去,物体最终要落到地面上,是由于受到重力的作用,与惯性知识无关,故B符合题意;
C.子弹离开枪口后,虽然不再受到推力,但由于惯性仍然保持原来的运动状态,所以它能继续高速向前运动,故C不符合题意;
D.飞奔的马的脚受到绊马索的阻挡后不再向前运动,但身体由于惯性仍然向前运动,所以被绊倒,故D不符合题意。
故选B。
考点2:力的合成
【典例3】.一袋重100N的米静止在水平地面上。小刚用80N的力竖直向上提它时,米袋受到所有力的合力为( )
A.0N B.180N,方向竖直向下
C.20N,方向竖直向上 D.20N,方向竖直向下
【答案】A
【详解】一袋重100N的米静止在水平地面上。小刚用80N的力竖直向上提它时,提不动,故米袋受力平衡,合外力为零,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
【典例4】.重力为G的雪花从空中加速飘落的过程中,若雪花所受阻力为f,则雪花所受力的合力的大小和方向分别为( )
A. 竖直向上 B. 竖直向上
C. 竖直向下 D. 竖直向下
【答案】C
【详解】重为G的雪花从空中加速飘落的过程中,向下运动,阻力f方向向上,重力方向竖直向下,两者方向相反,故合力大小为G-f,合力方向竖直向下。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
考点3:二力平衡
【典例5】.如图所示,下列选项中物体受到的两个力相互平衡的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.由图可知,F1和F2不在同一直线上,不是一对平衡力,故A不符合题意;
B.由图可知,F1和F2作用在同一物体上、作用在同一直线上、大小相等、方向相反,是一对平衡力,故B符合题意;
C.由图可知,F1和F2的大小不相等,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.由图可知,F1和F2的方向相同,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选B。
【典例6】.体重为420N的张华同学用双手握住竖直的竹竿匀速上攀,他所受的摩擦力( )
A.等于420N,方向向下 B.等于420N,方向向上
C.大于420N,方向向下 D.大于420N,方向向上
【答案】B
【详解】张华沿竖直的竹竿匀速上攀时,在竖直方向上处于平衡状态,受到的重力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,因此他受到的摩擦力大小为
方向竖直向上。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
考点4:压力的作用效果
【典例7】.如图所示的四种现象中,属于增大压强的是( )
A.压路机的碾子很重 B.铁轨下铺有枕木
C.图钉帽的面积较大 D.运输车安装有很多车轮
【答案】A
【详解】A.压路机的碾子很重,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故A符合题意;
B.铁轨下铺放枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.图钉帽做得面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.运输车安装有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
【典例8】.如图所示,用的压力把重的物体紧压在竖直的墙上,物体与墙壁的接触面积为,则墙受到的压力和压强分别是( )
A.42N、4200Pa B.30N、3000Pa
C.12N、7000Pa D.72N、7200Pa
【答案】A
【详解】被紧压在竖直墙上的物体,在水平方向受到两个力的作用,水平向左的压力,及墙对物体向右的水平压力,两个力是一对平衡力,大小相等,则墙对物体的压力为42N,墙对物体的压力等于物体对墙的压力,因为两个力是一对相互作用力。所以墙受到的压力为42N,压强,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
考点5:探究:液体压强与哪些因素有关
【典例9】.如图所示,一个装着适量液体的容器静置在水平桌面上,已知。、、三点所受到的液体压强分别为、和,它们的大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】液体压强与液体密度和液体深度有关,深度是指研究点到自由液面的竖直距离。由图可知hB<hA<hC,且液体的密度相同,根据p=pgh可知pC>pA>pB。
故选B。
【典例10】.如图所示,两支完全相同的试管甲、乙中分别装有质量相等的液体。试管甲竖直放置,试管乙倾斜放置,两试管中的液面相平。设液体对两试管底部的压强分别为p甲和p乙,则( )
A. B.
C. D.条件不足,无法判断
【答案】A
【详解】两试管中液体的质量相同,由图可知,乙试管倾斜,两试管中的液面相平,则乙试管中液体的体积较大,根据,乙试管中液体的密度较小。深度相同,根据,甲试管中液体对试管底部的压强较大,即。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
考点6:空气的“力量”
【典例11】.首次利用实验测出1个标准大气压的科学家是( )
A.伽利略 B.托里拆利 C.阿基米德 D.牛顿
【答案】B
【详解】著名的托里拆利实验,首次用实验方法测出了大气压的值。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【典例12】.如图所示情景中,不能说明大气压强存在的是( )
A.利用吸管吸饮料 B.将塑料吸盘挂钩按压在光滑的墙上
C.向外推针管中的药水 D.活塞式抽水机抽水
【答案】C
【详解】A.用吸管吸饮料时,先把吸管内的空气吸走,使吸管内的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,饮料被压入吸管中,从而进入口中,能说明大气压强存在。故A不符合题意;
B.把塑料吸盘挂钩按压在光滑的墙上时,挤出吸盘内的空气,使吸盘内的气压小于外界大气压,在大气压的作用下,吸盘被紧紧压在墙上,能说明大气压强存在。故B不符合题意;
C.向外推针管中的药水:是利用手对活塞的推力,使药水受到压力而向外流出,这是力可以改变物体的运动状态,与大气压强无关,不能说明大气压强存在。故C符合题意;
D.活塞式抽水机工作时,先将筒内的空气排出,使筒内的气压小于外界大气压,在大气压的作用下,水被压入抽水机内,进而被抽到高处,能说明大气压强存在。故D不符合题意。
故选C。
考点7:流体压强与流速的关系
【典例13】.假期小明全家坐高铁去旅游,在站台等待列车时,站台的乘务人员让旅客在安全线后面候车,是因为列车进站时车体附近( )
A.空气流速小,压强小 B.空气流速大,压强大
C.空气流速小,压强大 D.空气流速大,压强小
【答案】D
【详解】列车进站时车体附近空气流速大,压强小,小于大气压。人和物体在大气压作用下,会被“吸”向列车而发生事故,因此等待列车时必须站立在安全线以外,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【典例14】.如图(a)所示,两条船在海里近距离并排行驶时,可能会 ,这是因为两船内侧水的流速 (选填“大于”“小于”或“等于”,下同)两船外侧水的流速,造成了两船内侧水的压强 外侧水的压强。打开自来水龙头,使自来水流过如图(b)所示的玻璃管,在A、B、C三处中, (选填“A”“B”或“C”,下同)处水的流速较大, 处压强较小。
【答案】 相撞 大于 小于 B B
【详解】[1][2][3]船向前航行的过程中,如果两艘船靠得很近并排行驶时,两船将会相撞,这是因为两船内侧水的流速大于两船外侧水的流速,造成两船内侧水的压强小于外侧水的压强。
[4][5]在相等的时间内通过粗管和细管的流量相同,通过粗管A、C的流速小,压强大,通过细管B的流速大,压强小。
考点8:浮力
【典例15】.如上图所示,重力为10N的小球静止在水中,此时弹簧测力计的示数为4N,则小球受到的浮力为 N,方向为 。
【答案】 6 竖直向上
【详解】[1]根据力的平衡可知,小球受到的浮力为
[2]浸在液体中的物体受到的浮力方向与重力方向相反,即浮力方向为竖直向上。
【典例16】.如图甲所示,往下端开口的矿泉水瓶内缓慢倒水,瓶底的乒乓球 (选填“会”或“不会”)浮起来。用材料较硬的矿泉水瓶盛满水并在瓶口放一个乒乓球,将其悬空倒置如图乙所示,乒乓球没有掉落下来,是因为受到 的作用。
【答案】 不会 大气压
【详解】[1]图甲中由于乒乓球下表面没有受到水的压力,不会形成向上的压力差,所以乒乓球不受浮力作用,不会浮起来。
[2]图乙中由于乒乓球受到大气压的作用,所以不会掉落下来。
考点9:阿基米德原理
【典例17】.我国自主研发建造的“天锟号”绞吸挖泥船,其满载排水量为,它满载时所受的浮力为 N(),已知海水的密度大于河水的密度,若挖泥船从海洋驶入内河,则受浮力 (选填“变大”“变小”“不变”)。
【答案】 不变
【详解】[1]“天锟号”满载时受到的浮力为
[2]挖泥船从海洋驶入内河中,由于船漂浮,则船受到的浮力,而船的质量不变、受到的重力不变,所以挖泥船从海洋驶入内河中受到的浮力不变。
【典例18】.如图所示为某新型淡水科考潜水艇,体积为10m3,该潜艇悬浮在水下8m深处时所受到水的压强为 Pa,在水面下上浮的过程中,受到的浮力为 N(海水密度取1.0×103kg/m3)。
【答案】 8×104 1×105
【详解】[1][2]潜艇悬浮在水下8m深处时所受到水的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa
潜水艇在水下时,排开水的体积为
V排=V=10m3
则在水面下上浮的过程中,受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10m3=1×105N
考点10:物体的浮沉条件及应用
【典例19】.把重10N,体积为1.2×103cm3的物体轻轻投入水中,当物体静止时,物体处于 状态(填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)此时物体所受浮力是 N。
【答案】 漂浮 10
【详解】[1][2]物体全部浸没时
V排=V物=1.2×10-3m3
根据阿基米德原理可得物体此时所受浮力为
所以木块浸没水中后会上浮,最终会漂浮在水面上,所以
F浮′=G=10N
【典例20】.小华利用吸管、铁丝、石蜡等物品自制了一支密度计,将自制密度计放到水中的情景如图甲所示,测得浸入的长度为H,放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入的长度为h,用ρ水、ρ液分别表示水和液体的密度,甲、乙两图中密度计所受浮力大小F甲 F乙 (选填“>”、“<”或“=”),ρ液= (用ρ水、H、h表示)。
【答案】
【详解】[1]由于吸管在甲、乙图中均漂浮,所以,即甲、乙两图中密度计所受浮力大小。
[2]设吸管的底面积为S,根据可得
解得
一、单选题
1.一个普通中学生双脚站立在地面,对地面的压强大约是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】中学生的体重通常在G=500N左右,站在地面上对地面的压力
F=G=500N
一般来说,每只脚的鞋底面积约为S单脚=0.025m2,双脚站立时与地面的总接触面积
S=2×S单脚=2×0.025m2=0.05m2
中学生对地面的压强
C符合题意。
故选C。
2.图中属于连通器的是( )
A.吸盘挂衣钩 B.加油枪
C.脱排抽油烟机 D.茶壶
【答案】D
【详解】上端开口、下部连通的容器称为连通器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是相平的。
A.吸盘挂衣钩是利用大气压来工作的,与连通器无关,故A不符合题意;
BC.加油枪和脱排抽油烟机不符合连通器的定义,不属于连通器,故BC不符合题意;
D.茶壶的结构符合上端开口、下部连通的特点,壶嘴和壶身构成连通器,故D符合题意。
故选D。
3.长方体容器中盛有水3N,将一物体放入水中后,有1N的水溢出,则正确的是( )
A.物体所受浮力一定1N
B.物体所受浮力一定小于1N
C.物体所受浮力可能是1N
D.物体所受浮力一定大于1N
【答案】C
【详解】长方体容器中盛有水3N,将一物体放入水中后,有1N的水溢出,若物体排开的水全部溢出,则物体受到的浮力是1N;若物体排开的水没有全部溢出,则物体受到的浮力大于1N,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.1687年,英国科学家牛顿在其巨著《自然哲学的数学原理》里,提出了三大运动定律和万有引力定律,牛顿第一运动定律就是其中的一条运动定律。关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.当物体不受任何力的作用时,它将处于静止状态或匀速直线运动状态
C.牛顿第一定律是可以通过实验来证明的
D.物体受到力的作用,它的运动状态一定改变
【答案】B
【详解】A.力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B.由牛顿第一定律可知:当物体不受任何力的作用时,处于静止状态或者匀速直线运动状态,故B正确;
C.牛顿第一定律是牛顿在实验的基础上,通过逻辑推理得出的;因不受力的物体是不存在的,所以不能完全通过实验得出,故C错误;
D.物体所受的合力为零时,处于静止状态或者匀速直线运动状态,故D错误。
故选B。
5.如图所示,小明用水平推力推静止在水平地面上的箱子,箱子没有动。下列说法正确的是( )
A.箱子所受推力小于箱子所受摩擦力
B.箱子所受重力和地面对箱子的支持力是一对相互作用力
C.地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力是一对平衡力
D.箱子受力平衡
【答案】D
【详解】A.箱子处于静止状态,水平方向上的推力和摩擦力是一对平衡力,则箱子所受的推力等于它所受到的摩擦力,故A错误;
B.箱子受到的重力和地面对箱子的支持力,二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在同一个物体上,是一对平衡力,故B错误;
C.地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力是一对相互作用力,故C错误;
D.箱子没动,处于平衡状态,说明箱子所受的合力为零,故D正确。
故选D。
6.把重25N,边长为0.1m的正方体物块投入蓄满水的正方体池子中,当物块静止时,下列说法正确的是( )
A.物块所受浮力为25N
B.物块在水中处于悬浮状态
C.物块沉在水底,物块的密度为2.5×103kg/m3
D.池底受到物块的压力为25N
【答案】C
【详解】A.物体的体积
物块所受浮力为
故A错误;
B.物体的质量
物体的密度
由于物块的密度大于水的密度,物块在水中将沉底,故B错误;C正确;
D.池底受到物块的压力
故D错误。
故选C。
15 / 25
学科网(北京)股份有限公司
$$