专题01 物体间的相互作用力、压强、浮力(考点清单)--2024-2025学年八年级物理下学期期末考点大串讲(北师大版(北京)2024)
2025-05-07
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版(北京)八年级全一册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第七章 物体间的相互作用,第八章 压强,第九章 浮力 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | 运动和力,压强,浮力 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 37.00 MB |
| 发布时间 | 2025-05-07 |
| 更新时间 | 2025-05-07 |
| 作者 | Lisa7 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-05-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51977637.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题01 物体间的相互作用力、压强、浮力 考点清单
•考点1 力、弹力、重力
•考点2 牛顿第一定律
•考点3 摩擦力
•考点4 二力平衡
•考点5 压强
•考点6 液体压强
•考点7 大气压强
•考点8 流体压强与流速的关系
•考点9 浮力
•考点10 阿基米德原理
•考点11 物体浮沉条件
考点1:力 弹力 重力
1、力和力的单位
(1)力的概念:力是物体对物体的作用。
(2)力的作用效果:力可以使物体改变运动状态,包括使运动的物体静止、使静止的物体运动、使物体速度的大小、方向发生改变;力可以使物体发生形变。
(3)力的单位:力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。
(4)力的相互作用:物体间力的作用是相互的(相互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反,作用在不同物体上)。两物体相互作用时,施力物体同时也是受力物体,反之,受力物体同时也是施力物体。
2、力的三要素:力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。力的三要素都能影响力的作用效果。
3、力的图示和示意图
(1)用带有箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的示意图;箭头表示力的方向,线段的起点表示力的作用点,线段的长度表示力的大小。
(2)用一根带箭头的线段来表示力,选取标度,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点, 这种表示力的方法叫做力的图示。
4、弹力
(1)弹性:物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。
(2)塑性:物体受力时发生形变,失去力后不能恢复原来形状的性质叫塑性。
(3)弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力;弹力的大小与弹性形变的大小有关。在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
5、弹簧测力计
(1)用途:测量力的大小。
(2)构造:弹簧、指针、刻度盘。
(3)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比。
6、弹簧测力计使用和读数
(1)观察量程、分度值。
(2)观察指针是否指在零刻度。
(3)轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳。
(4)测力时,要使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致,使指针和外壳无摩擦,弹簧不要靠在刻度板上。
(5)待示数稳定再读数,读数时,视线要与刻度板面垂直。
7、重力
(1)重力:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符号是G。
(2)地面附近的一切物体,无论固体、液体、气体都受地球的吸引。
(3)重力特指地球对物体的吸引。
(4)重力的施力物体是地球,受力物体是物体。
低有关,不同星球上g也不同,在地球上g=9.8N/kg)。
8、重力的三要素
(1)重力的作用点—重心:重力在物体上的作用点叫重心。
(2)质地均匀外形规则的物体的重心,在它的几何中心上。
(3)重心的位置不一定总在物体上,如圆环的重心在圆心,空心球的重心在球心。
(4)提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
(5)重力的方向:竖直向下(指向地心)。
(6)重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
(7)重量的计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。
(8)g的含义:质量为1kg的物体所受的重力为9.8N(g是常数,地球纬度高低有关)。
考点2:牛顿第一定律
1、牛顿第一定律
(1)牛顿第一定律(也叫惯性定律):一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
2、物体运动状态变化的判定:物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。
3、惯性现象及其应用
(1)惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态。
(2)一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性)。
(3)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关。
(4)惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向。
(5)惯性的防止与应用。
4、力与运动的关系
(1)力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因。
(2)运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。
(3)静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
5、探究阻力对物体运动的影响实验
(1)实验方法:控制变量法(使初速度相同)
(2)多次实验,推理得出结论“运动物体不受外力时,它将做匀速直线运动”。
考点3:摩擦力
1、摩擦力产生的条件
物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:第一:两物体相互接触;第二:接触面粗糙;
第三:两物体发生相对运动或相对运动趋势。
2、摩擦力大小的影响因素
(1)影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
(2)接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大,例如当自行车车胎气不足的时候,骑起来更费力一些。
(3)压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
3、摩擦力的种类和应用
(1)滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有相对运动时,产生的摩擦力。
(2)滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生滚动时,产生的摩擦力。
(3)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动趋势,但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
4、增大或者减小摩擦力的方法
(1)增大有益摩擦的方法:①增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹; ②增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;③变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚; ④变湿摩擦为干摩擦。
2、减小有害摩擦的方法:①使接触面变光滑;②减小压力;③用滚动代替滑动;④使接触面分离;⑤变干摩擦为湿摩擦。
5、探究影响摩擦力大小因素实验
(1)实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干。
(2)实验方法:控制变量法、转换法。
(3)实验结论:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关.接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
考点4:二力平衡
1、二力平衡的概念
(1)二力平衡:如果物体只受两个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡。
(2)二力平衡特点:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
2、平衡力及平衡状态的判定
(1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态。
(3)物体收到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
3、平衡力和相互作用力的区分
(1)二力平衡特点:同体、等大、反向、共线。
(2)相互作用力特点:不同体、等大、反向、共线。
4、二力平衡条件的应用
(1)二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可。
(2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动。
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
考点5 压强
1.压力
(1)定义:垂直作用在物体表面的力
(2)大小:不一定等于重力,只有当物体单独放在水平桌面时,物体对桌面的压力大小才与重力大小相等
(3)方向:垂直于接触面,并指向受力物体
(4)压力与重力的区别与联系
项目
木块对斜面的压力
木块受到的重力
区别
力的示意图
施力物体
木块
地球
受力物体
斜面
木块
性质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触、挤压产生弹性形变
地球的吸引
大小
有时与重力有关且大小相等,有时与重力有关但大小不相等,有时与重力无关
G=mg
方向
垂直于受力面指向受力物体
竖直向下
作用点
受力物体表面
重心
联系
当物体处于水平面且竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面的压力大小、方向与重力的大小、方向相同,但不能认为压力就是重力
(5)找压力大小的方法:对压力的施力物体进行受力分析,找出该物体受到的支持力,根据相互作用力大小相等,即可知道压力的大小。
例如:将一本书放在桌子上,求书对桌子的压力。
对书进行受力分析,书受到重力和支持力,根据二力平衡可知,支持力等于重力,根据相互作用力特点,压力等于支持力,所以可得书对桌面的压力等于书重力。
2.压强
(1)探究压力作用效果的影响因素
实验设计
①如何体现压力的作用效果:观察海绵的凹陷程度
②如何改变受力面积:利用小桌的桌面和桌腿改变受力面积
③如何改变压力:通过在小桌上加钩码改变压力
实验过程
①按照图甲所示将小桌放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;
注意:此实验是通过受力物体的形变程度来体现压力的作用效果,而木板等一些比较硬的物体形变程度不明显,所以不选用木板这类物体,而选用海绵(或沙子)这类形变程度明显的物体。
②在小桌上放上钩码,按照图乙所示将小桌放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;
③在小桌上放上钩码,按照图丙所示将小桌倒放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
分析论证
①比较图甲和图乙可得:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
②比较图乙和图丙可得:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
实验结论
压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。
①当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
②当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
实验拓展
比较图甲和图丙,不能得出压力的作用效果与压力大小的关系,因为没有控制受力面积相同。
实验方法
控制变量法、转换法
(2)压强物理意义:压强是用来表示压力作用效果的物理量。压强越大,压力的作用效果越明显。
(3)压强定义:在物理学中,物体所受压力大小与受力面积之比叫作压强,用符号p表示。
对压强公式的理解:①该公式为压强的定义式,适用于所有物体间压强的计算,即固体、液体、气体均可以使用此公式计算压强;
②公式中的S为受力面积,指的是相互接触的面积;
③特殊公式:当质量分布均匀的柱形固体直接放在水平面上时(即固体只受重力和支持力),压强公式可以变形为
适用范围:质量分布均匀的柱体、直接放在水平面上且受力面积等于柱体的底面积。
(4)单位:在国际单位制种,力的单位是N,面积的单位是m2,所以压强p的单位是N/m2,读作牛每平方米,压强的专用单位是帕斯卡,简称帕,符号为Pa,常用单位还有千帕(kPa)和兆帕(MPa)。
1kPa=103Pa 1MPa=106Pa
100Pa表示每平方米受到的压力为100N。
(5)增大和减小压强的方法和实例
目的
方法
实例
减小压强
增大受力面积
书包带比较宽、铁轨铺在枕木上、滑雪板面积较大
减小压力
空心砖、载重汽车限载
同时增大受力面积和减小压力
卡车限载且轮子很多
增大压强
减小受力面积
针头很尖、切肉前磨菜刀
增大压力
压路机的碾子质量很大
同时减小受力面积和增大压力
用力按图钉帽
•考点6 液体压强
1.液体压强
(1)产生原因:
①液体有重力 ②液体有流动性
(2)特点:向各个方向均有压强
2.探究液体压强的影响因素
(1)测量工具:压强计——转换法
原理
U型管液面高度差的大小表示橡皮膜所受压强的大小
常见问题
使用前应先检查是否漏气。具体操作是用手轻按橡皮膜,若压强计U型管的高度差发生变化说明不漏气,若不变说明漏气,需要将软管拆掉重新组装
当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U型管中的液面应该 是相平的,若出现高度差,需要将橡皮管取下重新组装,不能从U型管往外倒液体或者向U型管内倒入液体
(2)实验探究
探究问题
控制变量
现象及分析
结论
探究在液体同一深度处向各个方向的压强是否相等
控制探头在液体中的深度、液体密度相同,改变探头的方向
U型管两侧液面的高度差不变,即液体内部压强不变,说明同种液体内部同一深度处的压强大小与方向无关
液体内部向各个方向都有压强,同种液体在同一深度处,向各个方向的压强都相等
探究液体压强与深度的关系
控制液体的密度、探头的方向相同,增大探头在液体中的深度
U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是因为深度变大
同种液体内部压强随深度的变大而变大
探究液体压强与液体密度的关系
控制探头的方向、深度相同,增大液体的密度
U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是因为液体密度变大
不同液体同一深度压强不同,密度越大,压强越大
归纳总结:①在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
②深度越大,压强越大;③液体内部压强还与液体密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
3.液体压强公式推导
设在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”,这个平面上方的水组成一个竖直液柱,该液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。平面的面积为S,如右图所示。
则这个平面上方液柱对平面的压力F=G=mg=ρVg=ρShg;
所以压强
由于液体内部同一深度向各个方向的压强均相等,所以知道液体竖直向下的压强,也就知道了这一深度向各个方向的压强。
辨析深度、高度和长度
液面:液体与大气接触的水平面
深度
液面到某点的竖直距离,即高度是从上往下测的
高度
容器底部到某点的竖直距离,即高度是从下往上测的
长度
物体两端间的距离
4.液体对容器底部压力与液体重力的关系
(1)计算液体对容器底部压力的一般步骤
①根据计算液体对容器底部的压强;
②根据F=pS计算液体对容器底部的压力。
结合①②得(V=Sh只适用于柱体),即只有柱形容器内液体对容器底部压力等于液体重力。
(2)三种不同形状容器中压力与重力的大小关系
容器类型
液体对容器底部压
力的定性分析
液体对容器底部压
力的定量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液
液体对容器底部压力,即。
在口大底下的敞口容器中,虚线外那一部分液体的重力作用在侧壁上,液体对容器底部压力只等于以其底面积大小形成的液柱的重力,所以
液体对容器底部压力,因为,所以,即(、指以容器底为底面以液柱高为高形成的液柱的体积和重力)
在口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧壁向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支撑作用,反而给液体施加一个斜向下的压力,因此容器底部不仅要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以
液体对容器底部压力,因为,所以,即(、指以容器底为底面以液柱高为高形成的液柱的体积和重力)
5.连通器
(1)定义:上端开口、下端联通的容器
注意:压强计不是连通器
(2)特点:同种均匀液体在连通器内静止时,连通器各部分液面总是相平的
(3)利用液体压强解释连通器特点
如右图所示,当液体不流动时,设想在连通器底部液体中有一个竖直方向很薄的液片。对液片分析可得:
①液片静止;②液片处于平衡状态;③由二力平衡可得F1=F2;
④由可知p1=p2;⑤由可得h1=h2;⑥即两管液面相平。
(4)连通器的应用
茶壶、船闸、洗手间下水管、自动喂水器、水塔供水系统、过路涵洞
6.液体对容器底部压力、压强和容器对桌面压力、压强的计算
(1)求液体对容器底部的压力、压强,一般先根据计算液体对容器底部的压强;再根据F=pS计算液体对容器底部的压力;
(2)求容器对桌面的压力、压强,一般先根据容器对桌面的压力大小等于总重力大小,即,算出容器对水平桌面的压力,再根据算出容器对水平桌面的压强。
•考点7 大气压强
1.大气压强
(1)定义:包围在地球周围的空气层叫大气层,大气产生的压强叫作大气压强,简称大气压或气压;
(2)产生原因:①大气有重力;②大气具有流动性;
(3)特点:①向各个方向都有压强;②在同一高度向各个方向的压强相等;
(5)大气压强存在的现象及应用:①吸管喝饮料;②覆杯实验;③吸盘挂钩;④钢笔吸墨水;⑤拔火罐;⑥活塞式抽水机
2.与大气压强有关的两个实验
(1)实验名称及作用
马德堡半球实验
证明了大气压强的存在
托里拆利实验
测出了大气压强的数值
(2)托里拆利实验过程及分析
实验过程
在长约1m、一端封闭的玻璃管内灌满水银Ⅰ,用戴手套的手指将管口堵住,然后倒插入水银槽中。放在手指,管内水银面下降到一定高度时不再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm,水银处于静止状态Ⅱ,把玻璃管倾斜,水银柱长度变长,但竖直高度差不变Ⅲ。
Ⅰ:管中要充满水银,不能混入气泡。若玻璃管内混入了少量空气,由于这部分空气也有压强,则,管内外水银面的高度差会变小,即测得的大气压强数值会偏小;
Ⅱ:水银处于静止状态,受到平衡力的作用,管内水银柱的重力与大气对这段水银柱向上的压力是一对平衡力,大小相等;
Ⅲ:水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管倾斜时水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。
实验分析
玻璃管水银面的上方是真空,没有大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑着管内这段水银柱使它不会落下
实验结论
大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强,即
(3)对托里拆利实验的几点认识
①水银柱的高度只与外界大气压有关,而与管的粗细、长度、形状、插入水银槽的深度均无关;
②若玻璃管内进入空气,此时水银柱上方不再是真空,会使水银柱高度变小,使得测量值比实际大气压的值偏小;
③若在管的顶部开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。
(4)标准大气压:用字母p0表示,大小与760mm高的水银柱产生的压强大小相等,约为1.013×105Pa。
3.气压的测量
(1)气压计:测量大气压的仪器叫作气压计
(2)气压计种类:①水银气压计②金属盒气压计(无液气压计)
③自制气压计
自制气压计原理:在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小,压强增大;体积增大,压强减小。瓶内气体质量不变,由于玻璃管较细,可认为瓶内气体体积不变,则瓶内压强不变,瓶内气压大于大气压,,根据液柱压强的变化,可知外界大气压的变化。
(3)其它测量大气压的方法
①吸盘拉力法;②注射器拉力法
原理分析:利用吸盘或注射器测出大气对吸盘或者注射器活塞产生的压力,再根据求出大气压的数值。
4.大气压与高度的关系:大气压随海拔的升高而降低
5.沸点与气压的关系:沸点随气压的降低而降低。
注意:在标准大气压下,水的沸点为100℃
•考点8 流体压强与流速的关系
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体
2.流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小
3.流体压强与流速的关系的应用
①香蕉球②站台警戒线③飞机的升力
•考点9 浮力
1.浮力
(1)定义:浸在液体或气体中的物体受到液体或气体给的向上的力
(2)方向:竖直向上
2.浮力的测量——称重法测浮力
①用弹簧测力计测出物体的重力G;
②把物体挂在弹簧测力计下,然后把物体浸没在液体中,读出弹簧测力计的示数F拉;
③物体所受浮力大小F浮=G-F拉。
3.浮力大小的影响因素:物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。当液体密度相同时,浸在液体中的体积越大,物体所受浮力越大;当浸在液体中的体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力越大。
注意:物体所受浮力大小与物体本身的体积和密度无关,与物体浸在液体中的深度无关。
4.浮力产生的原因
(1)浮力产生原因:上下表面压力差,F浮=F向上-F向下
(2)根据浮力产生原因探究浮力的两种特殊情况
①当物体部分浸在液体中时,如图甲所示,上表面不受液体压力,则F浮=F向上;
②若浸没在液体中的物体下表面和容器底部紧密接触(即下表面与液体不接触),如图乙所示,则液体对物体向上的压力F向上为零,物体将不受浮力,只受到向下的压力,如在水中的桥墩、深陷在淤泥中的沉船等。
•考点10 阿基米德原理
1.阿基米德的启示
阿基米德的困惑
如何测量不规则王冠的体积
阿基米德的灵感
物体浸在液体中的体积,等于物体排开液体的体积
阿基米德的启示
①物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,受到的浮力越大;
②用“物体排开液体的体积”取代“物体浸在液体中的体积”来陈述这个结论;
③物体排开液体的体积越大,液体的密度越大,受到的浮力越大;
④排开液体体积越大,液体密度越大,根据可得排开液体的质量越大,根据可得排开液体所受重力越大。
进一步猜想
浮力大小与物体排开液体所受重力有关
2.探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系
实验思路
(1)浸在液体中的物体所受浮力大小可以用称重法测出来;
(2)物体排开液体所受重力可以用溢水杯、小桶和弹簧测力计测出:溢水杯中盛满液体,再把物体浸在液体中,让排开的液体流入一个小桶中,桶中的液体就是被物体排开的液体,用弹簧测力计测出排开液体的重力;
(3)比较浮力大小与物体排开液体所受重力的大小关系
实验器材
弹簧测力计、细线、小石块、烧杯、溢水杯、小桶、水
实验过程
(1)将小桶挂在弹簧测力计的挂钩上,测出其重力G1(如图甲所示);
(2)将小石块用细线系住,挂在弹簧测力计的挂钩上,如图乙所示,测出小石块的重力G;
(3)将水倒入溢水杯中,使水面恰好到达溢水杯的溢水口(使小石块排开的水全部流入小桶中),将小桶放在溢水口下水能正好流入小桶的位置,然后将小石块慢慢浸入水中,读出此时弹簧测力计示数F拉,如图丙所示;
(4)利用公式F浮=G-F拉,计算出小石块此时受到的浮力;
(5)测出此时小桶和排开水的总重力G2(如图丁),并算出排开水的重力G排=G2-G1;
(6)换用不同质量的小石块,重复以上步骤多次实验。
实验序号
1
2
3
小桶重力G1/N
1.0
1.0
1.0
小石块重力G/N
2.2
1.7
3.6
小石块浸在水中时弹簧测力计示数F拉/N
1.4
1.1
2.3
小桶和排开水的总重力G2/N
1.8
1.6
2.3
小石块所受浮力F浮/N
0.8
0.6
1.3
排开水的重力G排/N
0.8
0.6
1.3
实验结论
小石块所受浮力等于排开水的重力
交流评估
(1)实验中要先测空桶的重力,再测排开的水和小桶的总重力,可避免因小桶内壁残留水造成计算得出的排开水的重力偏小;
(2)溢水杯中的水面必须到达溢水口,且溢出的水全部流入小桶中,这样溢出水的体积才等于排开水的体积,否则,测得排开水的体积将偏小,G排偏小。
实验改进
利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成如图所示装置。向下移动水平横杆,使物体缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐变小,B的示数逐渐变大,且A、B示数的变化量相等,则可得F浮=G排。
改进后优点:①弹簧测力计固定,示数更稳定;②能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化。
让溢水杯中水面恰好到达溢水口的方法:在溢水杯中加入过量水,水从溢水口溢出,当水不流出时,水面恰好到达溢水口。
3.阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力。
(2)公式及推导式:
(3)适用范围:液体、气体均可使用
(4)注意事项:“浸在液体中的物体”包含两种状态。
①物体全部浸在液体中,此时V排=V物;
②物体的一部分浸在液体中,此时V物=V排+V露,即V排<V物。
•考点11 物体浮沉条件
1.物体浮沉的原因
浸没在液体中的物体,一般受到两个力的作用:一个是竖直向下的重力G,另一个是竖直向上的浮力F浮。物体在液体中上浮还是下沉,取决于二者之间的大小关系。
2.物体浮沉的几种状态
状态
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
图示
F浮与G的大小关系
F浮>G
F浮<G
F浮=G
F浮=G
F浮+F支=G
ρ液与ρ物的关系
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
V排与V物的关系
V排=V物(露出液面前)
V排=V物
V排=V物
V排<V物
V排=V物
力与运动的关系
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用
可以停留在液体中的任何深度处
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
处于静止状态,受平衡力作用
漂浮问题“五规律”
(1)“二力平衡”,即物体漂浮在液体中,所受浮力大小等于它的重力;
(2)“浮力恒等”,即同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;
(3)“密大浸少”,即同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
(4)“比例相等”,即漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
(5)“质量相等”,即排开液体质量等于物体自身质量。
3.浮力大小的四种计算方法
(1)称重法
(2)压力差法
(3)公式法(阿基米德原理)
(4)平衡法:物体漂浮或悬浮时,物体处于平衡状态,F浮=G。
4.浮力的应用
(1)增大浮力的方法
①增大液体密度(水中加盐)
②增大物体排开液体体积(轮船做成空心)
(2)浮沉条件的应用
①轮船:空心法,即把密度比水大的钢铁制成空心的,能使它排开更多的水,增大可利用的浮力。
排水量:轮船满载时排开水的质量,m排=m船+m货。
②潜水艇:通过改变自身重力实现上浮或下沉
③气球和飞艇:通过充入密度比空气小的气体来实现升降
④密度计
原理:根据物体漂浮时受力平衡以及阿基米德原理制成
刻度特点:刻度上小下大,上稀下密
5.液面升降的判断
浮冰熔化类型:要判断液面的升降,必须比较冰排开液体的体积与冰熔化成水体积之间的关系。冰未熔化时,若它漂浮在液面上,则所受浮力与重力相等,即F浮=G冰。冰块所受浮力F浮=ρ液gV排,冰块重力G冰=m冰g,所以;冰熔化后,化成水的体积。所以:
当液体为水时,V化=V排,液面不变;
当ρ液>ρ水时,V化>V排,液面上升;
当ρ冰<ρ液<ρ水时,V化<V排,液面下降。
•考点1 力、弹力、重力
1.如图,蚂蚁从A 处经B 处爬到C处的过程,蚂蚁重力的大小( )
A.保持不变
B.先变大后变小
C.先变小后不变
D.先变大后不变
2.如图所示,将两个相同的磁环放置在托架上,使其同名磁极相对,上面的磁环悬浮,再将托架挂在弹簧测力计下方,弹簧测力计稳定后示数为8N。若托架所受重力为2N,则每个磁环所受重力为( )
A.3N B.4N C.5N D.6N
3.如图所示,用扳手拧螺母时,力作用在B点比作用在A点时省力,说明影响力的作用效果的因素是力的( )
A.大小 B.方向 C.作用点 D.施力物体
•考点2 牛顿第一定律
4.在学习牛顿第一定律的时候,小华做了“阻力对物体运动的影响”实验,并用小旗标注每次小车到达的位置,如图所示。下列说法正确的是( )
A.每次实验,都必须让小车从斜面顶端由静止滑下
B.每次实验,都应同时改变斜面和水平面的粗糙程度
C.在三次实验中,小车最终都停了下来,说明物体的运动需要力来维持
D.根据实验结果可推理得到“小车不受阻力时,将以恒定不变的速度永远运动下去”
5.为了丰富同学们的课余活动,增强学生体质,培养集体凝聚力,某中学分年级举行排球赛和篮球赛。关于这两项运动,下列说法不正确的是( )
A.运动员垫起排球,这能说明力改变运动的运动状态
B.投出去的篮球在空中继续前进,这是由于篮球具有惯性
C.排球在空中下落时,速度越来越快,此时排球并没有受力
D.投篮时进的空心球,是力的三要素共同的效果
6.2025年哈尔滨亚洲冬季运动会花样滑冰比赛在哈尔滨市举行拉开帷幕。如图所示是比赛的精彩瞬间,下列说法中正确的是( )
A.滑动过程中以看台上的观众为参照物,运动员是运动的
B.运动员在匀速转弯过程中,其运动状态保持不变
C.运动员不能立即停下来是因为受到惯性作用
D.运动员站立静止时对冰面的压力和运动员所受的支持力是一对平衡力
•考点3 摩擦力
7.自行车是我们熟悉的交通工具,关于自行车的零部件设计或骑行过程中,主要为了减小摩擦的是( )
A.刹车时用力捏闸
B.车轴处装有滚动轴承
C.脚蹬表面凹凸不平
D.车胎上刻有花纹
8.宇数科技研发的一款智能搬运机器人,质量为50kg,在水平地面上匀速直线搬运一个重为100N的物体,此时机器人受到的摩擦力为总重的0.2倍(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.机器人对地面的压力为500N
B.机器人受到的摩擦力为100N
C.机器人搬运物体时,物体受到的重力和支持力是一对相互作用力
D.机器人匀速直线运动时,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力
9.下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.攀岩运动员在攀爬前要在手上涂镁粉是为了减小摩擦
B.用力捏自行车的刹车闸,是通过增大接触面积来增大摩擦
C.气垫船通过向船底下喷气,使接触面彼此分离,可以减小摩擦
D.冬天冰雪封路时,汽车车轮装上防滑链主要是通过增大压力来增大摩擦
•考点4 二力平衡
10.科技发展催生了各种各样的交通工具。如图所示,当人驾驶电动平衡车在水平路面上做匀速直线运动时,与地面对电动平衡车的支持力是一对平衡力的是( )
A.电动平衡车受到的重力 B.人受到的重力
C.人和电动平衡车受到的总重力 D.电动平衡车对地面的压力
11.“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具,最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆,并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图,图乙为其受到外力后处于倾斜状态的简化示意图。如果为“不倒翁”的重心,重力为,为桌面支持力作用点,“不倒翁”对桌面压力为。关于图乙所示状态时物体所受各力判断正确的是( )
A.压力和重力是平衡力
B.支持力和重力是平衡力
C.支持力和压力是相互作用力
D.压力和重力是相互作用力
12.2024年巴黎奥运会期间,我国运动健儿用汗水和努力,让五星红旗一次次升起,这也是他们祝福祖国最好的礼物。运动会中蕴含着丰富的物理知识,如图所示,下列说法正确的是( )
①图甲中苏炳添冲过终点不能立刻停止,是受到惯性的作用
②图乙中戴倩倩将标枪掷出后,标枪到达最高点时受到非平衡力的作用
③图丙中马龙用球拍将乒乓球弹回,说明力能改变物体的运动状态
④图丁中李发彬举着杠铃静止时,他受到的重力与地面对他的支持力是一对平衡力
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有②④正确 D.只有②③正确
•考点5 压强
13.下列关于生活中的力学应用,说法正确的是( )
A.自行车把手刻有条纹是通过增大压力方式来增大摩擦
B.注射器针头做得很尖是通过减小受力面积来增大压强
C.书包带做得宽是通过减小压力来减小肩部的压强
D.气垫船是利用滚动代替滑动来减小摩擦力
14.如图所示,一块密度分布均匀的木块放在水平地面上,现在沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,B的上、下底面面积之比为,则A、B对地面的压强之比为( )
A. B. C. D.
15.一本书放在水平桌面上,如图所示。现用水平推力F将它缓缓推动,使其一部分移出桌面(但未倾翻),在此过程中,书对桌面的压力和压强的变化情况是( )
A.压力不变,压强变大 B.压力变小,压强变大
C.压力变大,压强不变 D.压力变大,压强变小
•考点6 液体压强
16.“探究液体压强与哪些因素有关”的实验情景如图所示,下列说法正确的是( )
A.压强计在使用前U形管左右两侧的水面如图甲所示,应将右侧管中高出的水倒出
B.通过比较图乙和图丙可知,液体的压强与深度有关
C.为探究液体压强与液体密度的关系,应比较图乙和图丁
D.在丁图烧杯中加入少量水,液体对烧杯底部的压强大小不变
17.放在水平桌面上的底面积相等、形状不同的两个玻璃容器A和B中盛满水,且水面相平,如图所示。由此可知,水对两容器底部的压强和以及两容器底部对桌面的压力和的大小关系是( )
A., B.,
C., D.无法比较
18.如图所示,甲、乙两容器分别盛有相同质量的不同液体(),它们对容器底的压力分别为,对容器底的压强分别为。下列说法正确的是( )
A. B.无法比较、的大小
C. D.
•考点7 大气压强
19.如图所示,用吸管吸饮料。无论怎么用力都吸不上来饮料,可能的原因是( )
A.吸管太细了
B.吸管太粗了
C.吸管侧壁在液面以上的部分有孔
D.吸管侧壁在液面以下的部分有孔
20.如图是“观察水的沸腾”实验,水正在沸腾,下列说法错误的是( )
A.沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”是水蒸气
B.气泡上升过程中,气泡下表面受到水的压强变小
C.由实验现象可知,实验时的大气压小于一标准大气压
D.水要保持沸腾,需要继续加热
21.如图为托里拆利实验的装置图,下列表述正确的是( )
A.换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将变小
B.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变大
C.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将变小
D.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将不变
•考点8 流体压强与流速的关系
22.关于压强的知识,下列四个实例中说法正确的是( )
A.图甲:飞机机翼上凸下平获得升力,因为流速大的地方压强小
B.图乙:用活塞式抽水机抽水主要利用液体压强使水上升到高处
C.图丙:火车轨道的铁轨下面铺放枕木可以减小地面受到的压力
D.图丁:将长方体木块沿虚线方向竖直切割,剩余部分对水平面的压强变小
23.如图所示,关于压强的说法中不正确的是( )
A.如图甲,运载重物的卡车通常装有较多轮子是为了减小压强
B.如图乙,帕斯卡裂桶实验,说明液体的压强与液体的质量有关
C.如图丙,在同一地点测量大气压,玻璃管稍倾斜时水银柱的高度不变
D.如图丁,固定在风洞中的飞行器,其下方气体流速小,压强大
24.汽车风洞测试是汽车设计的重要一环,如图所示,将汽车模型放在风洞中,固定在水平地面上,让风高速迎面吹来,模拟汽车高速运动的情形。下列说法正确的是( )
A.汽车模型相对于地面是运动的
B.汽车模型下方的气体流速大,压强大
C.汽车模型上方的气体流速小,压强大
D.提高风速,汽车模型对地面的压力减小
•考点9 浮力
25.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
26.如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物块从装有水的柱形容器中匀速拉出,t=0时,物块的下表面与容器底部接触且对容器底部没有压力,已知柱形容器的底面积200cm2,物块匀速上升的速度是6cm/s,拉力随时间的变化关系如图乙所示。不计圆柱体表面所沾水和细线体积,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.物块受到的最大浮力为3N
B.物块上表面所受的液体压强最大为1800Pa
C.当t=2s时,水对容器底部的压力为38N
D.物体完全出水后,相对于浸没时,柱形容器对桌面的压强变化量为250Pa
27.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力的作用,在空气中的物体不受浮力的作用
B.浮力的方向总是竖直向下的
C.浮力是由于液体(或气体)对物体向上和向下的压力差产生的
D.浮力产生的原因是液体内部的压强随深度的增加而增大
•考点10 阿基米德原理
28.2024年9月14日,形似“大白鲸”的极目一号Ⅰ型浮空艇在西藏双湖完成了22天来的第8次科学观测。如图所示,该浮空艇是软式飞艇,在科学观测上升过程中需通过调整气囊中的气压来保持外形不变,下列判断正确的是( )
A.浮空艇上升过程中受到的浮力变大 B.浮空艇受到的浮力等于排开空气的重力
C.浮空艇上升过程中排开空气的体积变大 D.浮空艇上升过程中受到的大气压不变
29.2024年3月28日,“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号全海深载人潜水器返回海南三亚。“奋斗者”号在水面以下作业时,若海水密度保持不变,下列说法正确的是( )
A.“奋斗者”号在上浮过程中,所受浮力变大
B.“奋斗者”号匀速下潜过程中,所受浮力等于“奋斗者”号受到的重力
C.“奋斗者”号下潜过程中,排开海水的质量保持不变
D.“奋斗者”号在水下作业时,所受浮力小于其排开海水的重力
30.某海滨浴场的水底有一些小鹅卵石,小明踩着鹅卵石由浅水处走向深水处。下列关于在此过程中小明的体验以及原因分析合理的是( )
A.脚底的疼痛感越来越重,因为水底鹅卵石对人的支持力越来越大
B.脚底的疼痛感越来越重,因为人受到的重力越来越大
C.脚底的疼痛感越来越轻,因为水底鹅卵石对人的支持力越来越小
D.脚底的疼痛感越来越轻,因为人越来越轻
•考点11 物体浮沉条件
31.如图所示,潜水员在海水中潜行时,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气。下列分析正确的是( )
A.潜水员通过改变重力实现上浮下沉
B.对背心进行放气后,潜水员受到海水的浮力变大
C.潜水员要借助背心上浮时,需要给背心充气
D.对背心进行放气后,潜水员受到的浮力小于排开海水的重力
32.用试管、铁丝、透明胶带、细管、胶管、容器和注射器等,制作如图所示的潜水艇模型(不计胶管的体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉,下列说法正确的是( )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于模型的重力
B.让浅处悬浮的模型下潜至深处悬浮,应使试管内的水先增加后减少
C.向内推注射器活塞,试管内气压会变大,模型将下沉
D.向外拉注射器活塞,水会被吸入试管,可实现模型上浮
33.如图所示,将同一个小球分别放入甲、乙两种不同液体中,静止时小球在甲液体中漂浮、在乙液体中悬浮,此时两液面相平。则下列说法中正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.小球在甲液体中所受浮力小于在乙液体中所受浮力
C.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
D.两容器对地面的压强相等
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专题01 物体间的相互作用力、压强、浮力 考点清单
•考点1 力、弹力、重力
•考点2 牛顿第一定律
•考点3 摩擦力
•考点4 二力平衡
•考点5 压强
•考点6 液体压强
•考点7 大气压强
•考点8 流体压强与流速的关系
•考点9 浮力
•考点10 阿基米德原理
•考点11 物体浮沉条件
考点1:力 弹力 重力
1、力和力的单位
(1)力的概念:力是物体对物体的作用。
(2)力的作用效果:力可以使物体改变运动状态,包括使运动的物体静止、使静止的物体运动、使物体速度的大小、方向发生改变;力可以使物体发生形变。
(3)力的单位:力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。
(4)力的相互作用:物体间力的作用是相互的(相互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反,作用在不同物体上)。两物体相互作用时,施力物体同时也是受力物体,反之,受力物体同时也是施力物体。
2、力的三要素:力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。力的三要素都能影响力的作用效果。
3、力的图示和示意图
(1)用带有箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的示意图;箭头表示力的方向,线段的起点表示力的作用点,线段的长度表示力的大小。
(2)用一根带箭头的线段来表示力,选取标度,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点, 这种表示力的方法叫做力的图示。
4、弹力
(1)弹性:物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。
(2)塑性:物体受力时发生形变,失去力后不能恢复原来形状的性质叫塑性。
(3)弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力;弹力的大小与弹性形变的大小有关。在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
5、弹簧测力计
(1)用途:测量力的大小。
(2)构造:弹簧、指针、刻度盘。
(3)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比。
6、弹簧测力计使用和读数
(1)观察量程、分度值。
(2)观察指针是否指在零刻度。
(3)轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳。
(4)测力时,要使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致,使指针和外壳无摩擦,弹簧不要靠在刻度板上。
(5)待示数稳定再读数,读数时,视线要与刻度板面垂直。
7、重力
(1)重力:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符号是G。
(2)地面附近的一切物体,无论固体、液体、气体都受地球的吸引。
(3)重力特指地球对物体的吸引。
(4)重力的施力物体是地球,受力物体是物体。
低有关,不同星球上g也不同,在地球上g=9.8N/kg)。
8、重力的三要素
(1)重力的作用点—重心:重力在物体上的作用点叫重心。
(2)质地均匀外形规则的物体的重心,在它的几何中心上。
(3)重心的位置不一定总在物体上,如圆环的重心在圆心,空心球的重心在球心。
(4)提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
(5)重力的方向:竖直向下(指向地心)。
(6)重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
(7)重量的计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。
(8)g的含义:质量为1kg的物体所受的重力为9.8N(g是常数,地球纬度高低有关)。
考点2:牛顿第一定律
1、牛顿第一定律
(1)牛顿第一定律(也叫惯性定律):一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
2、物体运动状态变化的判定:物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。
3、惯性现象及其应用
(1)惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态。
(2)一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性)。
(3)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关。
(4)惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向。
(5)惯性的防止与应用。
4、力与运动的关系
(1)力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因。
(2)运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。
(3)静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
5、探究阻力对物体运动的影响实验
(1)实验方法:控制变量法(使初速度相同)
(2)多次实验,推理得出结论“运动物体不受外力时,它将做匀速直线运动”。
考点3:摩擦力
1、摩擦力产生的条件
物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:第一:两物体相互接触;第二:接触面粗糙;
第三:两物体发生相对运动或相对运动趋势。
2、摩擦力大小的影响因素
(1)影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
(2)接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大,例如当自行车车胎气不足的时候,骑起来更费力一些。
(3)压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
3、摩擦力的种类和应用
(1)滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有相对运动时,产生的摩擦力。
(2)滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生滚动时,产生的摩擦力。
(3)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动趋势,但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
4、增大或者减小摩擦力的方法
(1)增大有益摩擦的方法:①增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹; ②增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;③变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚; ④变湿摩擦为干摩擦。
2、减小有害摩擦的方法:①使接触面变光滑;②减小压力;③用滚动代替滑动;④使接触面分离;⑤变干摩擦为湿摩擦。
5、探究影响摩擦力大小因素实验
(1)实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干。
(2)实验方法:控制变量法、转换法。
(3)实验结论:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关.接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
考点4:二力平衡
1、二力平衡的概念
(1)二力平衡:如果物体只受两个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡。
(2)二力平衡特点:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
2、平衡力及平衡状态的判定
(1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态。
(3)物体收到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
3、平衡力和相互作用力的区分
(1)二力平衡特点:同体、等大、反向、共线。
(2)相互作用力特点:不同体、等大、反向、共线。
4、二力平衡条件的应用
(1)二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可。
(2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动。
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
考点5 压强
1.压力
(1)定义:垂直作用在物体表面的力
(2)大小:不一定等于重力,只有当物体单独放在水平桌面时,物体对桌面的压力大小才与重力大小相等
(3)方向:垂直于接触面,并指向受力物体
(4)压力与重力的区别与联系
项目
木块对斜面的压力
木块受到的重力
区别
力的示意图
施力物体
木块
地球
受力物体
斜面
木块
性质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触、挤压产生弹性形变
地球的吸引
大小
有时与重力有关且大小相等,有时与重力有关但大小不相等,有时与重力无关
G=mg
方向
垂直于受力面指向受力物体
竖直向下
作用点
受力物体表面
重心
联系
当物体处于水平面且竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面的压力大小、方向与重力的大小、方向相同,但不能认为压力就是重力
(5)找压力大小的方法:对压力的施力物体进行受力分析,找出该物体受到的支持力,根据相互作用力大小相等,即可知道压力的大小。
例如:将一本书放在桌子上,求书对桌子的压力。
对书进行受力分析,书受到重力和支持力,根据二力平衡可知,支持力等于重力,根据相互作用力特点,压力等于支持力,所以可得书对桌面的压力等于书重力。
2.压强
(1)探究压力作用效果的影响因素
实验设计
①如何体现压力的作用效果:观察海绵的凹陷程度
②如何改变受力面积:利用小桌的桌面和桌腿改变受力面积
③如何改变压力:通过在小桌上加钩码改变压力
实验过程
①按照图甲所示将小桌放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;
注意:此实验是通过受力物体的形变程度来体现压力的作用效果,而木板等一些比较硬的物体形变程度不明显,所以不选用木板这类物体,而选用海绵(或沙子)这类形变程度明显的物体。
②在小桌上放上钩码,按照图乙所示将小桌放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;
③在小桌上放上钩码,按照图丙所示将小桌倒放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
分析论证
①比较图甲和图乙可得:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
②比较图乙和图丙可得:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
实验结论
压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。
①当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
②当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
实验拓展
比较图甲和图丙,不能得出压力的作用效果与压力大小的关系,因为没有控制受力面积相同。
实验方法
控制变量法、转换法
(2)压强物理意义:压强是用来表示压力作用效果的物理量。压强越大,压力的作用效果越明显。
(3)压强定义:在物理学中,物体所受压力大小与受力面积之比叫作压强,用符号p表示。
对压强公式的理解:①该公式为压强的定义式,适用于所有物体间压强的计算,即固体、液体、气体均可以使用此公式计算压强;
②公式中的S为受力面积,指的是相互接触的面积;
③特殊公式:当质量分布均匀的柱形固体直接放在水平面上时(即固体只受重力和支持力),压强公式可以变形为
适用范围:质量分布均匀的柱体、直接放在水平面上且受力面积等于柱体的底面积。
(4)单位:在国际单位制种,力的单位是N,面积的单位是m2,所以压强p的单位是N/m2,读作牛每平方米,压强的专用单位是帕斯卡,简称帕,符号为Pa,常用单位还有千帕(kPa)和兆帕(MPa)。
1kPa=103Pa 1MPa=106Pa
100Pa表示每平方米受到的压力为100N。
(5)增大和减小压强的方法和实例
目的
方法
实例
减小压强
增大受力面积
书包带比较宽、铁轨铺在枕木上、滑雪板面积较大
减小压力
空心砖、载重汽车限载
同时增大受力面积和减小压力
卡车限载且轮子很多
增大压强
减小受力面积
针头很尖、切肉前磨菜刀
增大压力
压路机的碾子质量很大
同时减小受力面积和增大压力
用力按图钉帽
•考点6 液体压强
1.液体压强
(1)产生原因:
①液体有重力 ②液体有流动性
(2)特点:向各个方向均有压强
2.探究液体压强的影响因素
(1)测量工具:压强计——转换法
原理
U型管液面高度差的大小表示橡皮膜所受压强的大小
常见问题
使用前应先检查是否漏气。具体操作是用手轻按橡皮膜,若压强计U型管的高度差发生变化说明不漏气,若不变说明漏气,需要将软管拆掉重新组装
当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U型管中的液面应该 是相平的,若出现高度差,需要将橡皮管取下重新组装,不能从U型管往外倒液体或者向U型管内倒入液体
(2)实验探究
探究问题
控制变量
现象及分析
结论
探究在液体同一深度处向各个方向的压强是否相等
控制探头在液体中的深度、液体密度相同,改变探头的方向
U型管两侧液面的高度差不变,即液体内部压强不变,说明同种液体内部同一深度处的压强大小与方向无关
液体内部向各个方向都有压强,同种液体在同一深度处,向各个方向的压强都相等
探究液体压强与深度的关系
控制液体的密度、探头的方向相同,增大探头在液体中的深度
U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是因为深度变大
同种液体内部压强随深度的变大而变大
探究液体压强与液体密度的关系
控制探头的方向、深度相同,增大液体的密度
U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是因为液体密度变大
不同液体同一深度压强不同,密度越大,压强越大
归纳总结:①在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
②深度越大,压强越大;③液体内部压强还与液体密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
3.液体压强公式推导
设在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”,这个平面上方的水组成一个竖直液柱,该液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。平面的面积为S,如右图所示。
则这个平面上方液柱对平面的压力F=G=mg=ρVg=ρShg;
所以压强
由于液体内部同一深度向各个方向的压强均相等,所以知道液体竖直向下的压强,也就知道了这一深度向各个方向的压强。
辨析深度、高度和长度
液面:液体与大气接触的水平面
深度
液面到某点的竖直距离,即高度是从上往下测的
高度
容器底部到某点的竖直距离,即高度是从下往上测的
长度
物体两端间的距离
4.液体对容器底部压力与液体重力的关系
(1)计算液体对容器底部压力的一般步骤
①根据计算液体对容器底部的压强;
②根据F=pS计算液体对容器底部的压力。
结合①②得(V=Sh只适用于柱体),即只有柱形容器内液体对容器底部压力等于液体重力。
(2)三种不同形状容器中压力与重力的大小关系
容器类型
液体对容器底部压
力的定性分析
液体对容器底部压
力的定量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液
液体对容器底部压力,即。
在口大底下的敞口容器中,虚线外那一部分液体的重力作用在侧壁上,液体对容器底部压力只等于以其底面积大小形成的液柱的重力,所以
液体对容器底部压力,因为,所以,即(、指以容器底为底面以液柱高为高形成的液柱的体积和重力)
在口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧壁向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支撑作用,反而给液体施加一个斜向下的压力,因此容器底部不仅要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以
液体对容器底部压力,因为,所以,即(、指以容器底为底面以液柱高为高形成的液柱的体积和重力)
5.连通器
(1)定义:上端开口、下端联通的容器
注意:压强计不是连通器
(2)特点:同种均匀液体在连通器内静止时,连通器各部分液面总是相平的
(3)利用液体压强解释连通器特点
如右图所示,当液体不流动时,设想在连通器底部液体中有一个竖直方向很薄的液片。对液片分析可得:
①液片静止;②液片处于平衡状态;③由二力平衡可得F1=F2;
④由可知p1=p2;⑤由可得h1=h2;⑥即两管液面相平。
(4)连通器的应用
茶壶、船闸、洗手间下水管、自动喂水器、水塔供水系统、过路涵洞
6.液体对容器底部压力、压强和容器对桌面压力、压强的计算
(1)求液体对容器底部的压力、压强,一般先根据计算液体对容器底部的压强;再根据F=pS计算液体对容器底部的压力;
(2)求容器对桌面的压力、压强,一般先根据容器对桌面的压力大小等于总重力大小,即,算出容器对水平桌面的压力,再根据算出容器对水平桌面的压强。
•考点7 大气压强
1.大气压强
(1)定义:包围在地球周围的空气层叫大气层,大气产生的压强叫作大气压强,简称大气压或气压;
(2)产生原因:①大气有重力;②大气具有流动性;
(3)特点:①向各个方向都有压强;②在同一高度向各个方向的压强相等;
(5)大气压强存在的现象及应用:①吸管喝饮料;②覆杯实验;③吸盘挂钩;④钢笔吸墨水;⑤拔火罐;⑥活塞式抽水机
2.与大气压强有关的两个实验
(1)实验名称及作用
马德堡半球实验
证明了大气压强的存在
托里拆利实验
测出了大气压强的数值
(2)托里拆利实验过程及分析
实验过程
在长约1m、一端封闭的玻璃管内灌满水银Ⅰ,用戴手套的手指将管口堵住,然后倒插入水银槽中。放在手指,管内水银面下降到一定高度时不再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm,水银处于静止状态Ⅱ,把玻璃管倾斜,水银柱长度变长,但竖直高度差不变Ⅲ。
Ⅰ:管中要充满水银,不能混入气泡。若玻璃管内混入了少量空气,由于这部分空气也有压强,则,管内外水银面的高度差会变小,即测得的大气压强数值会偏小;
Ⅱ:水银处于静止状态,受到平衡力的作用,管内水银柱的重力与大气对这段水银柱向上的压力是一对平衡力,大小相等;
Ⅲ:水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管倾斜时水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。
实验分析
玻璃管水银面的上方是真空,没有大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑着管内这段水银柱使它不会落下
实验结论
大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强,即
(3)对托里拆利实验的几点认识
①水银柱的高度只与外界大气压有关,而与管的粗细、长度、形状、插入水银槽的深度均无关;
②若玻璃管内进入空气,此时水银柱上方不再是真空,会使水银柱高度变小,使得测量值比实际大气压的值偏小;
③若在管的顶部开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。
(4)标准大气压:用字母p0表示,大小与760mm高的水银柱产生的压强大小相等,约为1.013×105Pa。
3.气压的测量
(1)气压计:测量大气压的仪器叫作气压计
(2)气压计种类:①水银气压计②金属盒气压计(无液气压计)
③自制气压计
自制气压计原理:在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小,压强增大;体积增大,压强减小。瓶内气体质量不变,由于玻璃管较细,可认为瓶内气体体积不变,则瓶内压强不变,瓶内气压大于大气压,,根据液柱压强的变化,可知外界大气压的变化。
(3)其它测量大气压的方法
①吸盘拉力法;②注射器拉力法
原理分析:利用吸盘或注射器测出大气对吸盘或者注射器活塞产生的压力,再根据求出大气压的数值。
4.大气压与高度的关系:大气压随海拔的升高而降低
5.沸点与气压的关系:沸点随气压的降低而降低。
注意:在标准大气压下,水的沸点为100℃
•考点8 流体压强与流速的关系
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体
2.流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小
3.流体压强与流速的关系的应用
①香蕉球②站台警戒线③飞机的升力
•考点9 浮力
1.浮力
(1)定义:浸在液体或气体中的物体受到液体或气体给的向上的力
(2)方向:竖直向上
2.浮力的测量——称重法测浮力
①用弹簧测力计测出物体的重力G;
②把物体挂在弹簧测力计下,然后把物体浸没在液体中,读出弹簧测力计的示数F拉;
③物体所受浮力大小F浮=G-F拉。
3.浮力大小的影响因素:物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。当液体密度相同时,浸在液体中的体积越大,物体所受浮力越大;当浸在液体中的体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力越大。
注意:物体所受浮力大小与物体本身的体积和密度无关,与物体浸在液体中的深度无关。
4.浮力产生的原因
(1)浮力产生原因:上下表面压力差,F浮=F向上-F向下
(2)根据浮力产生原因探究浮力的两种特殊情况
①当物体部分浸在液体中时,如图甲所示,上表面不受液体压力,则F浮=F向上;
②若浸没在液体中的物体下表面和容器底部紧密接触(即下表面与液体不接触),如图乙所示,则液体对物体向上的压力F向上为零,物体将不受浮力,只受到向下的压力,如在水中的桥墩、深陷在淤泥中的沉船等。
•考点10 阿基米德原理
1.阿基米德的启示
阿基米德的困惑
如何测量不规则王冠的体积
阿基米德的灵感
物体浸在液体中的体积,等于物体排开液体的体积
阿基米德的启示
①物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,受到的浮力越大;
②用“物体排开液体的体积”取代“物体浸在液体中的体积”来陈述这个结论;
③物体排开液体的体积越大,液体的密度越大,受到的浮力越大;
④排开液体体积越大,液体密度越大,根据可得排开液体的质量越大,根据可得排开液体所受重力越大。
进一步猜想
浮力大小与物体排开液体所受重力有关
2.探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系
实验思路
(1)浸在液体中的物体所受浮力大小可以用称重法测出来;
(2)物体排开液体所受重力可以用溢水杯、小桶和弹簧测力计测出:溢水杯中盛满液体,再把物体浸在液体中,让排开的液体流入一个小桶中,桶中的液体就是被物体排开的液体,用弹簧测力计测出排开液体的重力;
(3)比较浮力大小与物体排开液体所受重力的大小关系
实验器材
弹簧测力计、细线、小石块、烧杯、溢水杯、小桶、水
实验过程
(1)将小桶挂在弹簧测力计的挂钩上,测出其重力G1(如图甲所示);
(2)将小石块用细线系住,挂在弹簧测力计的挂钩上,如图乙所示,测出小石块的重力G;
(3)将水倒入溢水杯中,使水面恰好到达溢水杯的溢水口(使小石块排开的水全部流入小桶中),将小桶放在溢水口下水能正好流入小桶的位置,然后将小石块慢慢浸入水中,读出此时弹簧测力计示数F拉,如图丙所示;
(4)利用公式F浮=G-F拉,计算出小石块此时受到的浮力;
(5)测出此时小桶和排开水的总重力G2(如图丁),并算出排开水的重力G排=G2-G1;
(6)换用不同质量的小石块,重复以上步骤多次实验。
实验序号
1
2
3
小桶重力G1/N
1.0
1.0
1.0
小石块重力G/N
2.2
1.7
3.6
小石块浸在水中时弹簧测力计示数F拉/N
1.4
1.1
2.3
小桶和排开水的总重力G2/N
1.8
1.6
2.3
小石块所受浮力F浮/N
0.8
0.6
1.3
排开水的重力G排/N
0.8
0.6
1.3
实验结论
小石块所受浮力等于排开水的重力
交流评估
(1)实验中要先测空桶的重力,再测排开的水和小桶的总重力,可避免因小桶内壁残留水造成计算得出的排开水的重力偏小;
(2)溢水杯中的水面必须到达溢水口,且溢出的水全部流入小桶中,这样溢出水的体积才等于排开水的体积,否则,测得排开水的体积将偏小,G排偏小。
实验改进
利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成如图所示装置。向下移动水平横杆,使物体缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐变小,B的示数逐渐变大,且A、B示数的变化量相等,则可得F浮=G排。
改进后优点:①弹簧测力计固定,示数更稳定;②能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化。
让溢水杯中水面恰好到达溢水口的方法:在溢水杯中加入过量水,水从溢水口溢出,当水不流出时,水面恰好到达溢水口。
3.阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力。
(2)公式及推导式:
(3)适用范围:液体、气体均可使用
(4)注意事项:“浸在液体中的物体”包含两种状态。
①物体全部浸在液体中,此时V排=V物;
②物体的一部分浸在液体中,此时V物=V排+V露,即V排<V物。
•考点11 物体浮沉条件
1.物体浮沉的原因
浸没在液体中的物体,一般受到两个力的作用:一个是竖直向下的重力G,另一个是竖直向上的浮力F浮。物体在液体中上浮还是下沉,取决于二者之间的大小关系。
2.物体浮沉的几种状态
状态
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
图示
F浮与G的大小关系
F浮>G
F浮<G
F浮=G
F浮=G
F浮+F支=G
ρ液与ρ物的关系
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
V排与V物的关系
V排=V物(露出液面前)
V排=V物
V排=V物
V排<V物
V排=V物
力与运动的关系
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用
可以停留在液体中的任何深度处
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
处于静止状态,受平衡力作用
漂浮问题“五规律”
(1)“二力平衡”,即物体漂浮在液体中,所受浮力大小等于它的重力;
(2)“浮力恒等”,即同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;
(3)“密大浸少”,即同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
(4)“比例相等”,即漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
(5)“质量相等”,即排开液体质量等于物体自身质量。
3.浮力大小的四种计算方法
(1)称重法
(2)压力差法
(3)公式法(阿基米德原理)
(4)平衡法:物体漂浮或悬浮时,物体处于平衡状态,F浮=G。
4.浮力的应用
(1)增大浮力的方法
①增大液体密度(水中加盐)
②增大物体排开液体体积(轮船做成空心)
(2)浮沉条件的应用
①轮船:空心法,即把密度比水大的钢铁制成空心的,能使它排开更多的水,增大可利用的浮力。
排水量:轮船满载时排开水的质量,m排=m船+m货。
②潜水艇:通过改变自身重力实现上浮或下沉
③气球和飞艇:通过充入密度比空气小的气体来实现升降
④密度计
原理:根据物体漂浮时受力平衡以及阿基米德原理制成
刻度特点:刻度上小下大,上稀下密
5.液面升降的判断
浮冰熔化类型:要判断液面的升降,必须比较冰排开液体的体积与冰熔化成水体积之间的关系。冰未熔化时,若它漂浮在液面上,则所受浮力与重力相等,即F浮=G冰。冰块所受浮力F浮=ρ液gV排,冰块重力G冰=m冰g,所以;冰熔化后,化成水的体积。所以:
当液体为水时,V化=V排,液面不变;
当ρ液>ρ水时,V化>V排,液面上升;
当ρ冰<ρ液<ρ水时,V化<V排,液面下降。
•考点1 力、弹力、重力
1.如图,蚂蚁从A 处经B 处爬到C处的过程,蚂蚁重力的大小( )
A.保持不变
B.先变大后变小
C.先变小后不变
D.先变大后不变
【答案】A
【详解】重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的方向竖直向下,由可得,物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比,所以蚂蚁沿着碗从A点爬到C点过程中,蚂蚁质量没有变,所以受到的重力也没变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.如图所示,将两个相同的磁环放置在托架上,使其同名磁极相对,上面的磁环悬浮,再将托架挂在弹簧测力计下方,弹簧测力计稳定后示数为8N。若托架所受重力为2N,则每个磁环所受重力为( )
A.3N B.4N C.5N D.6N
【答案】A
【详解】将托架挂在弹簧测力计下方,弹簧测力计稳定后示数为8N,则托架的重力和两个磁环的总重力之和为8N,托架所受重力为2N,则两个磁环的总重力为6N,由于两个磁环相同,所以每个磁环所受重力为3N,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.如图所示,用扳手拧螺母时,力作用在B点比作用在A点时省力,说明影响力的作用效果的因素是力的( )
A.大小 B.方向 C.作用点 D.施力物体
【答案】C
【详解】用扳手拧螺母时,手握的位置(作用点)、手用力的大小、手用力的方向都会影响力的作用效果。如图所示,用扳手拧螺母时,力作用在B点比作用在A点时省力,说明影响力的作用效果的因素是力的作用点。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
•考点2 牛顿第一定律
4.在学习牛顿第一定律的时候,小华做了“阻力对物体运动的影响”实验,并用小旗标注每次小车到达的位置,如图所示。下列说法正确的是( )
A.每次实验,都必须让小车从斜面顶端由静止滑下
B.每次实验,都应同时改变斜面和水平面的粗糙程度
C.在三次实验中,小车最终都停了下来,说明物体的运动需要力来维持
D.根据实验结果可推理得到“小车不受阻力时,将以恒定不变的速度永远运动下去”
【答案】D
【详解】A.为了确保每次实验小车到达水平面的速度相同,小车应从斜面的同一位置由静止滑下,不一定需要从顶端由静止滑下,故A错误;
B.在实验中,通常只改变水平面的粗糙程度,以观察不同阻力对小车运动的影响。同时改变斜面和水平面的粗糙程度会引入不必要的变量,影响实验结果,故B错误;
C.小车最终停下来是因为受到了阻力的作用,而不是因为运动需要力来维持。牛顿第一定律指出,物体在没有外力作用时将保持静止或匀速直线运动。故C错误;
D.根据牛顿第一定律,如果小车不受任何阻力(即没有外力作用),它将保持匀速直线运动,永远运动下去。故D正确。
故选D。
5.为了丰富同学们的课余活动,增强学生体质,培养集体凝聚力,某中学分年级举行排球赛和篮球赛。关于这两项运动,下列说法不正确的是( )
A.运动员垫起排球,这能说明力改变运动的运动状态
B.投出去的篮球在空中继续前进,这是由于篮球具有惯性
C.排球在空中下落时,速度越来越快,此时排球并没有受力
D.投篮时进的空心球,是力的三要素共同的效果
【答案】C
【详解】A.运动员垫起排球时,排球受到力的作用,排球的运动状态发生了改变,这能说明力改变运动的运动状态,故A正确,不符合题意;
B.投出去的篮球在空中继续前进,这是由于篮球具有惯性,要保持原来的运动状态,故B正确,不符合题意;
C.排球在空中下落时,速度越来越快,此时排球受到重力和空气阻力,故C错误,符合题意;
D.力的三要素都会影响力的作用效果,投篮时进的空心球,是力的三要素共同的效果,故D正确,不符合题意。
故选 C。
6.2025年哈尔滨亚洲冬季运动会花样滑冰比赛在哈尔滨市举行拉开帷幕。如图所示是比赛的精彩瞬间,下列说法中正确的是( )
A.滑动过程中以看台上的观众为参照物,运动员是运动的
B.运动员在匀速转弯过程中,其运动状态保持不变
C.运动员不能立即停下来是因为受到惯性作用
D.运动员站立静止时对冰面的压力和运动员所受的支持力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.滑动过程中以看台上的观众为参照物,运动员的位置不断改变,是运动的,故A正确;
B.运动员在匀速转弯过程中,其运动方向不断改变,运动状态发生改变,故B错误;
C.运动员不能立即停下来是因为惯性,惯性是一种性质,不是力,不能说惯性的作用,故C错误;
D.运动员站立静止时对冰面的压力和运动员所受的支持力作用在两个相互的物体上,是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
•考点3 摩擦力
7.自行车是我们熟悉的交通工具,关于自行车的零部件设计或骑行过程中,主要为了减小摩擦的是( )
A.刹车时用力捏闸
B.车轴处装有滚动轴承
C.脚蹬表面凹凸不平
D.车胎上刻有花纹
【答案】B
【详解】A.刹车时用力捏闸是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故A不符合题意;
B.车轴处装有滚动轴承,是用滚动代替滑动,可以减小摩擦,故B符合题意;
C.脚蹬表面凹凸不平是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C不符合题意;
D.车胎上刻有花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故D不符合题意。
故选B。
8.宇数科技研发的一款智能搬运机器人,质量为50kg,在水平地面上匀速直线搬运一个重为100N的物体,此时机器人受到的摩擦力为总重的0.2倍(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.机器人对地面的压力为500N
B.机器人受到的摩擦力为100N
C.机器人搬运物体时,物体受到的重力和支持力是一对相互作用力
D.机器人匀速直线运动时,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.机器人对地面的压力等于机器人与物体的总重力,
故A错误;
B.摩擦力
故B错误;
C.物体受到的重力和支持力都作用在物体上,是一对平衡力,不是相互作用力 ,故C错误;
D.机器人匀速直线运动,处于平衡状态,在水平方向上受到的拉力和摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力 ,故D正确。
故选D。
9.下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.攀岩运动员在攀爬前要在手上涂镁粉是为了减小摩擦
B.用力捏自行车的刹车闸,是通过增大接触面积来增大摩擦
C.气垫船通过向船底下喷气,使接触面彼此分离,可以减小摩擦
D.冬天冰雪封路时,汽车车轮装上防滑链主要是通过增大压力来增大摩擦
【答案】C
【详解】A.攀岩运动员在攀爬前要在手上涂镁粉是为了通过增大接触面粗糙程度,增大摩擦,故A错误;
B.用力捏自行车的刹车闸,是通过增大压力来增大摩擦,故B错误;
C.气垫船通过向船底下喷气,使接触面彼此分离,从而减小摩擦,故C正确;
D.冬天冰雪封路时,汽车车轮装上防滑链主要是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故D错误。
故选C。
•考点4 二力平衡
10.科技发展催生了各种各样的交通工具。如图所示,当人驾驶电动平衡车在水平路面上做匀速直线运动时,与地面对电动平衡车的支持力是一对平衡力的是( )
A.电动平衡车受到的重力 B.人受到的重力
C.人和电动平衡车受到的总重力 D.电动平衡车对地面的压力
【答案】C
【详解】ABC.人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时,将人和平衡车看成一整体,则这个整体在竖直方向上受到地面竖直向上的支持力和竖直向下的平衡车和人的总重力的作用,这两个力是一对平衡力,故C符合题意,AB不符合题意;
D.电动平衡车对地面的压力与地面对电动平衡力的支持力作用在两个物体上,不是一对平衡力,是一对相互作用力,故D不符合题意。
故选C。
11.“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具,最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆,并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图,图乙为其受到外力后处于倾斜状态的简化示意图。如果为“不倒翁”的重心,重力为,为桌面支持力作用点,“不倒翁”对桌面压力为。关于图乙所示状态时物体所受各力判断正确的是( )
A.压力和重力是平衡力
B.支持力和重力是平衡力
C.支持力和压力是相互作用力
D.压力和重力是相互作用力
【答案】C
【详解】A.压力N是“不倒翁”对桌面的作用力,其受力物体是桌面;重力G是地球对“不倒翁”的吸引力,其受力物体是“不倒翁”。 由于压力N和重力G分别作用在桌面和“不倒翁”这两个不同的物体上,不满足平衡力“作用在同一物体上”这一条件,所以压力N和重力G不是平衡力,故A错误;
B.由图乙可知,“不倒翁”处于倾斜状态,此时支持力F和重力G的方向不在同一条直线上。 不满足平衡力“作用在同一条直线上”这一条件,所以支持力F和重力G不是平衡力,故B错误;
C.支持力F是桌面施加给“不倒翁”的力,其受力物体是“不倒翁”;压力N是“不倒翁”施加给桌面的力,其受力物体是桌面。 这两个力大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上,同时分别作用在“不倒翁”和桌面这两个不同的物体上,满足相互作用力的条件,所以支持力F和压力N是相互作用力,故C正确;
D.压力N是“不倒翁”对桌面的作用力,重力G是地球对“不倒翁”的吸引力,这两个力不是两个物体之间相互作用的一对力,不满足相互作用力的条件,所以压力N和重力G不是相互作用力,故D错误。
故选C。
12.2024年巴黎奥运会期间,我国运动健儿用汗水和努力,让五星红旗一次次升起,这也是他们祝福祖国最好的礼物。运动会中蕴含着丰富的物理知识,如图所示,下列说法正确的是( )
①图甲中苏炳添冲过终点不能立刻停止,是受到惯性的作用
②图乙中戴倩倩将标枪掷出后,标枪到达最高点时受到非平衡力的作用
③图丙中马龙用球拍将乒乓球弹回,说明力能改变物体的运动状态
④图丁中李发彬举着杠铃静止时,他受到的重力与地面对他的支持力是一对平衡力
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有②④正确 D.只有②③正确
【答案】D
【详解】①运动员冲过终点不能立刻停止,是因为具有惯性,惯性是物体的一种性质,但不能说是受到惯性的作用,故①错误;
②将标枪掷出后,标枪到达最高点时受到的重力与空气阻力不平衡,所以受到非平衡力的作用,故②正确;
③用球拍将乒乓球弹回,乒乓球的运动状态发生改变,说明力能改变物体的运动状态,故③正确;
④举着杠铃静止时,运动员受到的重力与地面对他的支持力大小不相同,不是一对平衡力,故④错误。
故选D。
•考点5 压强
13.下列关于生活中的力学应用,说法正确的是( )
A.自行车把手刻有条纹是通过增大压力方式来增大摩擦
B.注射器针头做得很尖是通过减小受力面积来增大压强
C.书包带做得宽是通过减小压力来减小肩部的压强
D.气垫船是利用滚动代替滑动来减小摩擦力
【答案】B
【详解】A.自行车把手刻有条纹是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故A错误;
B.注射器针头做得很尖是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B正确;
C.书包带做得宽是通过增大受力面积来减小肩部的压强,故C错误;
D.气垫船是利用使接触面分离的方式来减小摩擦力,故D错误。
故选 B。
14.如图所示,一块密度分布均匀的木块放在水平地面上,现在沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,B的上、下底面面积之比为,则A、B对地面的压强之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,再将B部分分割成C、D两部分,如下图所示:
因A、B两部分均为质量均匀的长方体,且密度、高度均相同,由
可知AC对地面的压强为pA=pC=ρgh
C对地面的压强
已知B的上底面和下底面的面积之比为1∶3,即C的上底面和D的下底面的面积之比为1∶2,且右边的D部分为三棱柱,则根据几何知识可知D部分的体积和C部分的体积的相等,根据G=mg=ρVg可知D的重力和C的重力相等,水平面上物体的压力和自身的重力相等,则B对地面的压强
A、B对地面的压强之比为
故选B。
15.一本书放在水平桌面上,如图所示。现用水平推力F将它缓缓推动,使其一部分移出桌面(但未倾翻),在此过程中,书对桌面的压力和压强的变化情况是( )
A.压力不变,压强变大 B.压力变小,压强变大
C.压力变大,压强不变 D.压力变大,压强变小
【答案】A
【详解】物体放在水平桌面上,物体对水平桌面的压力等于物体的重力,物体重力不变,物体对水平桌面的压力不变。现用水平推力F将木块推动,使其一部分露出桌面(但未倾翻),在此过程中,桌面受到的压力不变,受力面积减小,由可知,压强增大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
•考点6 液体压强
16.“探究液体压强与哪些因素有关”的实验情景如图所示,下列说法正确的是( )
A.压强计在使用前U形管左右两侧的水面如图甲所示,应将右侧管中高出的水倒出
B.通过比较图乙和图丙可知,液体的压强与深度有关
C.为探究液体压强与液体密度的关系,应比较图乙和图丁
D.在丁图烧杯中加入少量水,液体对烧杯底部的压强大小不变
【答案】B
【详解】A.如图,压强计在使用前U形管左右两侧的水面不相平,此种情况是软管内气压与大气压不平衡造成的,应该重新安装软管使U形管两侧液面相平。故A错误;
B.图乙和图丙两图中,待测液体密度相同,探头在液体中深度不同,U形管左右两侧液面高度差也不同,则液体压强不同,可以说明,液体的压强与深度有关,故B正确;
C.探究液体压强与液体密度关系,应该控制探头在液体中深度相同。而两图并未控制探头在液体中深度相同,无法进行探究,故C错误;
D.加水后,烧杯中盐水的重力变大,对烧杯底的压力也变大,受力面积不变,所以,液体对烧杯底部的压强变大,故D错误。
故选B。
17.放在水平桌面上的底面积相等、形状不同的两个玻璃容器A和B中盛满水,且水面相平,如图所示。由此可知,水对两容器底部的压强和以及两容器底部对桌面的压力和的大小关系是( )
A., B.,
C., D.无法比较
【答案】B
【详解】因为两个容器内装有相同深度的同种液体,所以,由知道,水对两容器底部的压强相等,即;两个玻璃容器底面积相等,由图可知容器A中水的体积更大,根据可知容器A中水的重力更大,所以容器A底部对桌面的压力较大,即。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
18.如图所示,甲、乙两容器分别盛有相同质量的不同液体(),它们对容器底的压力分别为,对容器底的压强分别为。下列说法正确的是( )
A. B.无法比较、的大小
C. D.
【答案】D
【详解】两容器中液体的质量相等,由G=mg知,重力相等,对于柱状的容器,液体对容器底的压力等于液体的重力,所以两个容器底部受到水的压力相等,即F甲=F乙;两个容器底部受到的压力相等,甲的容器底面积大于乙的容器底面积,由可知,甲容器底受到水的压强小于乙容器底受到水的压强,即p甲<p乙。故D正确,ABC错误。
故选D。
•考点7 大气压强
19.如图所示,用吸管吸饮料。无论怎么用力都吸不上来饮料,可能的原因是( )
A.吸管太细了
B.吸管太粗了
C.吸管侧壁在液面以上的部分有孔
D.吸管侧壁在液面以下的部分有孔
【答案】C
【详解】正常情况下,用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管。此时饮料吸不上来,说明吸管内外气压相等,应该是吸管与大气接触的部分有破洞,即使吸气,管内外气体相通,气压相等,所以饮料不会被压上来,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
20.如图是“观察水的沸腾”实验,水正在沸腾,下列说法错误的是( )
A.沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”是水蒸气
B.气泡上升过程中,气泡下表面受到水的压强变小
C.由实验现象可知,实验时的大气压小于一标准大气压
D.水要保持沸腾,需要继续加热
【答案】A
【详解】A.沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”是水蒸气遇冷液化成的水珠,故A错误,符合题意;
B.气泡上升过程中,气泡下表面在水中的深度变小,由得,气泡下表面受到水的压强变小,故B正确,不符合题意;
C.由图得,水在沸腾时,温度计的示数为99℃,即水的沸点为99℃;一标准大气压下水的沸点为100℃,气压越低,水的沸点越低,则实验时的大气压小于一标准大气压,故C正确,不符合题意;
D.水沸腾的条件是:温度达到沸点,不断吸收热量,则水要保持沸腾,需要继续加热,故D正确,不符合题意。
故选A。
21.如图为托里拆利实验的装置图,下列表述正确的是( )
A.换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将变小
B.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变大
C.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将变小
D.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将不变
【答案】D
【详解】A.由于大气压没有发生变化,所以换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差不会改变,故A错误;
B.由于大气压没有发生变化,所以将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将不会改变,故B错误;
C.由于大气压没有发生变化,所以向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将不会改变,故C错误;
D.由于大气压没有发生变化,所以将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将不变,故D正确。
故选D。
•考点8 流体压强与流速的关系
22.关于压强的知识,下列四个实例中说法正确的是( )
A.图甲:飞机机翼上凸下平获得升力,因为流速大的地方压强小
B.图乙:用活塞式抽水机抽水主要利用液体压强使水上升到高处
C.图丙:火车轨道的铁轨下面铺放枕木可以减小地面受到的压力
D.图丁:将长方体木块沿虚线方向竖直切割,剩余部分对水平面的压强变小
【答案】A
【详解】A.因为机翼模型上表面弯曲,下表面平直,当电风扇吹风时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,机翼模型在压强差下产生向上的升力,故A正确;
B.活塞式抽水机工作时,是通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,水被压进抽水机内,进而被抽到高处,因此该现象与大气压有关,故B错误;
C.铁轨下面铺放枕木,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,故C错误;
D.沿图示位置切去右侧的一半后,它对桌面压力和受力面积都变小,且都变为原来的一半,由可知,它对桌面压强不变,故D错误。
故选A。
23.如图所示,关于压强的说法中不正确的是( )
A.如图甲,运载重物的卡车通常装有较多轮子是为了减小压强
B.如图乙,帕斯卡裂桶实验,说明液体的压强与液体的质量有关
C.如图丙,在同一地点测量大气压,玻璃管稍倾斜时水银柱的高度不变
D.如图丁,固定在风洞中的飞行器,其下方气体流速小,压强大
【答案】B
【详解】A.当卡车装有较多轮子时,增大了与地面的接触面积S,在压力F不变的情况下,根据可知,压强p会减小。所以运载重物的卡车通常装有较多轮子是为了减小压强,故A正确,不符合题意;
B.帕斯卡裂桶实验中,在很细的管子中加入较少的水,就能把桶压裂。这是因为液体内部压强的大小与液体的深度有关,深度越深,压强越大。 在该实验中,虽然水的质量较少,但由于管子很细,水的深度很大,从而产生了很大的压强将桶压裂,而不是说明液体的压强与液体的质量有关。 故B错误,符合题意;
C.托里拆利实验中,大气压支持的水银柱的高度h是由大气压的大小决定的,与玻璃管的粗细、玻璃管是否倾斜等因素无关。 在同一地点测量大气压,大气压的值一定,当玻璃管稍倾斜时,水银柱的高度不变,故C正确,不符合题意;
D.在流体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。 固定在风洞中的飞行器,其下方气体流速小,根据上述关系可知,其下方压强大,故D正确,不符合题意。
故选B。
24.汽车风洞测试是汽车设计的重要一环,如图所示,将汽车模型放在风洞中,固定在水平地面上,让风高速迎面吹来,模拟汽车高速运动的情形。下列说法正确的是( )
A.汽车模型相对于地面是运动的
B.汽车模型下方的气体流速大,压强大
C.汽车模型上方的气体流速小,压强大
D.提高风速,汽车模型对地面的压力减小
【答案】D
【详解】A.汽车模型固定在水平地面上,与地面间的相对位置不变,则汽车模型相对于地面是静止的,故A错误;
BC.汽车模型下方水平,上方凸起,风高速迎面吹来,汽车模型上方的气体流速大,压强小,故BC错误;
D.提高风速,汽车模型上下表面空气流速差变大,汽车模型上下表面受到的压强差变大,汽车受到的升力变大,汽车在竖直向上的升力、支持力与竖直向下的重力的作用下处于平衡状态,汽车的重力不变,则汽车受到地面的支持力减小;汽车模型对地面的压力与汽车受到地面的支持力是相互作用力,大小相等,则此时汽车模型对地面的压力减小,故D正确。
故选D。
•考点9 浮力
25.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
【答案】A
【详解】洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
26.如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物块从装有水的柱形容器中匀速拉出,t=0时,物块的下表面与容器底部接触且对容器底部没有压力,已知柱形容器的底面积200cm2,物块匀速上升的速度是6cm/s,拉力随时间的变化关系如图乙所示。不计圆柱体表面所沾水和细线体积,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.物块受到的最大浮力为3N
B.物块上表面所受的液体压强最大为1800Pa
C.当t=2s时,水对容器底部的压力为38N
D.物体完全出水后,相对于浸没时,柱形容器对桌面的压强变化量为250Pa
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,2s内物块完全浸没在液体中,此时弹簧测力计的示数为,物块受到的浮力最大,2s后物块开始露出水面,到t=3s时物块完全露出水面,此时弹簧测力计的示数即为物块的重力,即,根据称重法可知,物块受到的最大浮力为,故A错误;
B.由图乙可知,在0~2s时间内,物块刚好从容器底部上升到上表面与水面相平,物块匀速上升的速度是6cm/s,则2s内物块上升的高度为
t=0时,物块上表面在液体中的深度最深,所受的液体压强最大,为
故B错误;
C.物块由开始露出水面到完全露出水面共用时
则物块上升的高度为
物块的体积为
物块由开始露出水面到完全露出水面液面下降的高度为
则当t=2s时容器中液体的深度为
此时容器底部受到的水对它的压强为
则水对容器底部的压力为
故C正确;
D.物体完全出水后,相对于浸没时,柱形容器对桌面的压强变化量为
故D错误。
故选C。
27.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力的作用,在空气中的物体不受浮力的作用
B.浮力的方向总是竖直向下的
C.浮力是由于液体(或气体)对物体向上和向下的压力差产生的
D.浮力产生的原因是液体内部的压强随深度的增加而增大
【答案】C
【详解】A.浮力是由于液体(或气体)对物体向上和向下的压力差产生的,物体在气体和液体中上下表面都存在压强差,故会产生压力差,所以浸入液体和气体中的物体都受到浮力的作用,故A错误;
B.浮力的方向总是竖直向上的,故B错误;
CD.浮力产生的原因是浸没在液体(或气体)中的物体,其上、下表面受到液体(或气体)对它的压力不同,浮力大小等于浸入液体(或气体)中的物体下表面所受的液体(或气体)压力减去上表面所受液体(或气体)的压力,即液体(或气体)对物体向上和向下的压力差;而液体内部的压强随深度的增加而增大,是液体压强与深度的关系。故C正确,D错误。
故选C。
•考点10 阿基米德原理
28.2024年9月14日,形似“大白鲸”的极目一号Ⅰ型浮空艇在西藏双湖完成了22天来的第8次科学观测。如图所示,该浮空艇是软式飞艇,在科学观测上升过程中需通过调整气囊中的气压来保持外形不变,下列判断正确的是( )
A.浮空艇上升过程中受到的浮力变大 B.浮空艇受到的浮力等于排开空气的重力
C.浮空艇上升过程中排开空气的体积变大 D.浮空艇上升过程中受到的大气压不变
【答案】B
【详解】AC.海拔越高,空气的密度越小,由于上升过程中气囊的外形不变,浮空艇排开空气的体积不变,根据可知,浮空艇上升过程中受到的浮力越来越小,故AC错误;
B.由阿基米德原理可知,浮空艇上升过程中受到的浮力等于它排开空气的重力,故B正确;
D.海拔越高、气压越低,浮空艇上升过程中大气对它的压强越来越小,故D错误。
故选B。
29.2024年3月28日,“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号全海深载人潜水器返回海南三亚。“奋斗者”号在水面以下作业时,若海水密度保持不变,下列说法正确的是( )
A.“奋斗者”号在上浮过程中,所受浮力变大
B.“奋斗者”号匀速下潜过程中,所受浮力等于“奋斗者”号受到的重力
C.“奋斗者”号下潜过程中,排开海水的质量保持不变
D.“奋斗者”号在水下作业时,所受浮力小于其排开海水的重力
【答案】C
【详解】A.“奋斗者”号在上浮过程中,在露出水面之前,排开的海水的体积不变,海水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变;在露出水面的过程中,排开的海水的体积变小,海水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力变小,故A错误;
B.潜水器匀速下潜过程中,受力平衡,重力方向竖直向下,而浮力与水的阻力竖直向上,故重力等于浮力和阻力之和,不等于“奋斗者”号受到的重力,故B错误;
C.潜水器浸没海水中后继续下潜过程中,排开海水的体积不变,海水密度不变,根据m=ρV可知,排开海水的质量不变,故C正确;
D.“奋斗者”号在水下作业时,根据阿基米德原理可知,所受浮力等于其排开海水的重力,故D错误。
故选C。
30.某海滨浴场的水底有一些小鹅卵石,小明踩着鹅卵石由浅水处走向深水处。下列关于在此过程中小明的体验以及原因分析合理的是( )
A.脚底的疼痛感越来越重,因为水底鹅卵石对人的支持力越来越大
B.脚底的疼痛感越来越重,因为人受到的重力越来越大
C.脚底的疼痛感越来越轻,因为水底鹅卵石对人的支持力越来越小
D.脚底的疼痛感越来越轻,因为人越来越轻
【答案】C
【详解】由受力分析可知:人在水中受到重力G、浮力F浮及支持力F三个力,且在竖直方向上处于平衡状态,所以支持力F=G-F浮;从岸边到海里游泳的人,由浅水区走到深水区的过程中,由于人排开水的体积变大,根据阿基米德原理可知人所受浮力变大;由于人的重力不变,所以支持力减小,则人的脚疼痛越来越弱。
故选C。
•考点11 物体浮沉条件
31.如图所示,潜水员在海水中潜行时,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气。下列分析正确的是( )
A.潜水员通过改变重力实现上浮下沉
B.对背心进行放气后,潜水员受到海水的浮力变大
C.潜水员要借助背心上浮时,需要给背心充气
D.对背心进行放气后,潜水员受到的浮力小于排开海水的重力
【答案】C
【详解】A.潜水员通过增大背心的体积,使背心受浮力增大,来实现上浮,故A错误;
B.对背心进行放气后,潜水员排开海水体积没有变化,潜水员受到海水的浮力不变,故B错误;
C.给背心充气,背心排开海水体积增大,浮力增大,可带着潜水员上浮,故C正确;
D.对背心进行放气后,潜水员受到的浮力等于排开海水的重力,故D错误。
故选C。
32.用试管、铁丝、透明胶带、细管、胶管、容器和注射器等,制作如图所示的潜水艇模型(不计胶管的体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉,下列说法正确的是( )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于模型的重力
B.让浅处悬浮的模型下潜至深处悬浮,应使试管内的水先增加后减少
C.向内推注射器活塞,试管内气压会变大,模型将下沉
D.向外拉注射器活塞,水会被吸入试管,可实现模型上浮
【答案】B
【详解】A.由浮沉条件知道,当模型漂浮在水面时,它受到的浮力与重力相等,故A错误;
B.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加,使模型重力大于浮力,模型下沉,当模型下沉到更深处时,再使瓶内的水减少,使模型重力等于浮力,模型悬浮,故B正确;
C.向内推注射器活塞,瓶内气体体积减小,压强变大,试管内的水将变少,模型的重力减小,浮力不变,浮力大于重力,模型将上浮,故C错误;
D.向外拉注射器活塞,瓶内气体体积增大,压强变小,小于外界大气压,水被压入试管中,模型重力变大,浮力不变,重力大于浮力,模型下沉,故D错误。
故选B。
33.如图所示,将同一个小球分别放入甲、乙两种不同液体中,静止时小球在甲液体中漂浮、在乙液体中悬浮,此时两液面相平。则下列说法中正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.小球在甲液体中所受浮力小于在乙液体中所受浮力
C.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
D.两容器对地面的压强相等
【答案】C
【详解】A.小球在甲液体中漂浮,甲液体密度大于小球的密度;在乙液体中悬浮,乙液体密度等于小球的密度,所以甲液体的密度大于乙液体的密度,故A错误;
B.无论小球是漂浮还是悬浮,受到的浮力都等于小球的重力,所以小球在甲液体中所受浮力等于在乙液体中所受浮力,故B错误;
C.容器内液体深度相同,甲液体的密度大于乙液体的密度,根据公式可知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,故C正确;
D.容器对地面的压力等于容器重力、小球重力及液体重力之和。两图中容器及小球的重相同,甲液体密度大于乙液体密度,甲液体体积大于乙液体体积,根据公式可知,甲液体质量大于乙液体质量,甲液体重力大于乙液体重力。则甲容器对地面的压力大于乙容器对地面的压力,底面积相同,根据公式可知,甲容器对地面的压强大于乙容器对地面的压强,故D错误。
故选C。
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